1229-法蘭零件夾具設(shè)計(jì)

1229-法蘭零件夾具設(shè)計(jì),法蘭,零件,夾具,設(shè)計(jì) 1前 言機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝學(xué)等課程，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后，所進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學(xué)生不所學(xué)的工藝?yán)碚摵蛯?shí)踐知識(shí)在實(shí)踐的工藝，夾具設(shè)計(jì)中綜合地加以應(yīng)用，進(jìn)而得以加深和發(fā)展，提高學(xué)生分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事工作奠定了一定基礎(chǔ)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們?cè)谙率龇矫婵梢缘靡藻憻挘?) 能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)課程的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí) 中所學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的分析和解決一個(gè)零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問(wèn)題，從而保證零件制造的質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。2) 通過(guò)夾具的工藝，進(jìn)一步提高了我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設(shè)計(jì)出高效省力，既經(jīng)濟(jì)合理有能保證質(zhì)量的夾具。3) 進(jìn)一步提高我們的計(jì)算設(shè)計(jì)制圖能力，能比較專業(yè)熟練地查閱和使用各種技術(shù)資料。4) 在設(shè)計(jì)制造中培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立的工作能力。在設(shè)計(jì)中，由于理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中的不妥之處，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。2一、 零件的分析（一）零件的功用：機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)我們組的零件是法蘭，法蘭的種類很多，用途也很廣。法蘭的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側(cè)面，阻止外界灰塵進(jìn)入箱體內(nèi)，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本例中的法蘭，其內(nèi)部有 的螺紋可以起到定位軸901.5M的零件作用，外圓 和一端面均有 Ra=1.6 的配合要求， 和0.367194- 起到固定法蘭的作用。5.（二）零件的工藝分析：由零件圖可以看出，該法蘭的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。下面將主要表面分為四部分，見(jiàn)圖 1-1。1、以內(nèi)孔為中心的一組加工面：這組加工面包括： 孔、M90 1.5 螺紋孔及其倒角。942、以外圓為中心的一組加工面：這組加工面包括： 0.3671外圓、 及其倒角。343、以 定位的兩個(gè)孔10.這組加工面包括： 孔和 4- 孔。95.4、左右端面：這組加工面包括： 的端面和 4- 表面的端面和 0.3671的端.面。以上各表面的主要技術(shù)要求如下：31、 94孔的表面粗糙度為 Ra=3.2，M90 1.5 螺紋的表面粗糙度為 Ra=3.2。2、外圓 0.3671mm 的 Ra=1.6，同軸度要求為 0.02，倒角為145， 4mm 表面粗糙度為 Ra=3.2。3、4- mm 的端面與軸心線有位置 0.02mm 的要求。其 Ra5.為 1.6。4、孔 4- mm 和 mm。.9零件要求調(diào)質(zhì) HRC3045，其坯重為 2.2kg。由分析可知，四組加工表面可以選擇其中一組表面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工，然后再以加工過(guò)的表面為精基準(zhǔn)加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。二、 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定零件的生產(chǎn)類型：零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Qn（1+a%） （1+b%）(件/年)其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量 Q 為臺(tái)/年, 每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為 n 件/臺(tái)，零件備品率為 a%，零件廢品率為 b%。從初始資料和計(jì)算結(jié)果可知，該零件為中批生產(chǎn)。（二）確定零件毛坯的制造形式：零件為 45 鋼，在工作時(shí)法蘭在某些場(chǎng)面要經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過(guò)程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度，因此應(yīng)該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸4不大，生產(chǎn)綱領(lǐng)達(dá)到中批生產(chǎn)水平，可以采用模鍛成型，這對(duì)于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動(dòng)量，保證加工精度，都是有利的。(三) 擬定零件的機(jī)械加工工藝路線：1、定位基準(zhǔn)的選擇：定位基準(zhǔn)的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作。基面選擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，需要同時(shí)考慮一下三個(gè)問(wèn)題：（1）以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工時(shí)精度，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程順利地進(jìn)行。（2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為精基面。（3）是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ螅枰捎媒y(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。另外，我們還應(yīng)從粗精基準(zhǔn)選擇的基本原則為出發(fā)點(diǎn)：a “基準(zhǔn)重合 ”原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。 b.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。應(yīng)選擇多個(gè)表面加工都能使用的表面作為基準(zhǔn)。c.“互為基準(zhǔn) ”原則。當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時(shí)，可互為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。d.“自為基準(zhǔn)”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求5余量小且均勻，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為基準(zhǔn)。2、粗基準(zhǔn)選擇：a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。b.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。c.應(yīng)盡量選擇與加工表面的位置精度要求較高的非加工面為粗基準(zhǔn)。d.選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準(zhǔn)確可靠。.e.粗基準(zhǔn)一般只使用一次，不再重復(fù)使用。精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準(zhǔn)。根據(jù)該工件的特點(diǎn)和加工要求，選擇螺紋孔和端面作為精基面。加工 ， ， ， ， ，0.3671m9413m205m等主要尺寸以螺紋孔和右端面作為精面。這樣才能實(shí)現(xiàn)同120.m軸度和位置的要求。對(duì)于 有相互位置要求，加工笫一個(gè)孔5.時(shí)應(yīng)以螺紋孔和右端面為精基準(zhǔn)。其余三個(gè)孔應(yīng)以螺紋孔和已加工出的孔作為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)周向定位。粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應(yīng)以外圓和一個(gè)端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)方面的要6求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，慎重決定。該工件毛壞經(jīng)模鍛成型，根據(jù)表 2-9 得知孔已鍛出。 金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下：孔， 螺紋孔 粗鏜精鏜；94m901.5M各外圓表面 粗車精車；， 鉆鉸；.螺紋孔 車螺紋。 901.5m3、零件各表面加工順序的確定：1）加工階段的劃分：為達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該法蘭盤(pán)的加工可分為如下三個(gè)加工階段：a.粗加工階段：車外圓，端面，內(nèi)孔；b.半精加工階段：以精車后為主要精基準(zhǔn)，精車，外圓，端面；c.精加工階段：以端面和 孔定位，加工另外三個(gè)孔。9對(duì)于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很?。?及 以6IT上， ）的零件，還需要專門(mén)精度和減小表面粗糙度為主，0.2Ram一般不用糾正形狀精度和位置精度。2）加工工序的安排：a.機(jī)械加工順序的安排：根據(jù)機(jī)械加工順序安排時(shí)應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點(diǎn)，先安排外圓，端面，內(nèi)孔的加工。由于螺紋內(nèi)孔是主要精基準(zhǔn)，又由于車螺紋后作為定位基準(zhǔn)，會(huì)破7壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內(nèi)孔作為主要精基準(zhǔn)，精車外圓，端面，然后加工出一個(gè)孔，最后加工出四個(gè)孔。b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機(jī)械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理調(diào)質(zhì)處理，以獲得均勻細(xì)致的回火索氏體，提高零件的綜合力學(xué)性能。c.輔助工序安排：檢驗(yàn)工序：在熱處理工序后安排中間檢驗(yàn)工序，最后安排終結(jié)檢驗(yàn)工序。在終檢前應(yīng)安排清洗工序，最后將零件油封，入庫(kù)。3）工序的組合：在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機(jī)床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來(lái)組合工序。工序集中和分散各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，技術(shù)要求，現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來(lái)綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來(lái)組織生產(chǎn)。零件法蘭由于是中批生產(chǎn)，又考慮到該零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用通用機(jī)床配以?shī)A具，這樣得到零件的工藝路線如下：（1）下料；8（2）鍛造毛坯；（3）正火；（4）粗車小端外圓，端面，鏜孔及倒角；（5）粗車大端外圓，端面，鏜孔及倒角；（6）調(diào)質(zhì)處理；（7）檢驗(yàn)；（8）精車各檔外圓，端面，倒角，攻螺紋；（9）鉆 孔，锪 孔直到 ；5.m5.m9（10）清洗；（11）檢驗(yàn)；（12）油封，入庫(kù)。以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和工序卡片。（四）確定加工余量：合理選擇加工余量對(duì)零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。余量過(guò)大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)，增加機(jī)床和刀具的消耗；余量過(guò)小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。故應(yīng)在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種：1）分析計(jì)算法；2）查表修正法；3）經(jīng)驗(yàn)估算法。9工藝路線確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)能達(dá)到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注方法，基準(zhǔn)選擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項(xiàng)繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸納為以下兩大類：a.在工藝基準(zhǔn)不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計(jì)算。對(duì)于這類簡(jiǎn)單的工序尺寸，當(dāng)決定了各工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，就可計(jì)算各工序的尺寸和公差。計(jì)算順序是從最后一道工序開(kāi)紿，由后向前推。b.基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算。在零件的加工過(guò)程中，為了加工和檢驗(yàn)方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì)10毛坯圖 1-2基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的情況。形狀較復(fù)雜的零件在加工過(guò)程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí)工藝尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對(duì)工序間余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算，以確定工序尺寸及其公差。機(jī)械加工余量對(duì)工藝過(guò)程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過(guò)大，增加機(jī)械加工勞動(dòng)量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。根據(jù)零件毛坯條件：材料為 45 鋼，硬度為 HRC30-45，生產(chǎn)類11型為中批生產(chǎn)，采用在鍛模毛坯。1、本設(shè)計(jì)采用查表修正法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法相結(jié)合確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。（1） 外圓表面加工余量小端外圓長(zhǎng)度 7.5mm，加工表面公差等級(jí)為 IT6-IT8，表面粗糙度 Ra1.6，故鍛造時(shí)外徑加工余量按 外圓查表得：精車 ，10f 0.36712Z=1.2；精車可以達(dá)到該公差等級(jí)，按照 “入體原則” ，粗車，2Z=5.8；毛坯 ，2Z= 。0.631217272（2）軸向長(zhǎng)度方向加工余量，左、右端面及中間臺(tái)階面的加工。余量查表得 Z= ，故毛坯總長(zhǎng)為 262mm，小端臺(tái)階長(zhǎng)為3113.52mm。（3）內(nèi)孔表面加工余量。工件內(nèi)孔為螺紋孔和光孔。由于和 相差較小，故鍛造時(shí)取統(tǒng)一內(nèi)徑，加工余量按 內(nèi)孔查940 94表得：車螺紋 M901.5，2Z=0.2 ；精鏜內(nèi)孔 88.376，2Z=0.8 ；精鏜內(nèi)孔 86，2Z=8；毛坯 81.22，2Z=9 2，毛坯圖見(jiàn) 1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見(jiàn)工序卡片。2、確定各工序所用機(jī)床及工藝裝備：零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機(jī)床所決定的。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，主要是選擇機(jī)床的種類和型號(hào)。選擇時(shí)參考有關(guān)手冊(cè)，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品12的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設(shè)備、工藝規(guī)程的特點(diǎn)等情況。由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，選用通用機(jī)床余專用夾具較為合適。具體的選擇如下：（1）粗車各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用 CA6140 普通車床。夾具：三爪卡盤(pán)。（2）精車 134mm 右端面。選用 CA6140 普通車床。夾具：專用心軸。（3）精車左端面及 mm。選用 CA6140 普通車床。夾具：0.3671心軸。（4）鉆鉸 5.5mm 孔。選用 Z525。夾具：專用夾具。（5）锪 9mm 孔。選用 Z525。夾具：專用夾具。另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機(jī)床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求檢驗(yàn)的精度來(lái)選擇。其選擇的型號(hào)詳見(jiàn)工序卡片。3、確定切削用量及工時(shí)定額：切削用量應(yīng)在機(jī)床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度） ，其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件或已加工p表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進(jìn)給量 f，最后利用切削用量手冊(cè)選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度 v。13a. 估算工時(shí)定額： = + + = + + +PTBSrbTaSr單件時(shí)間；PT作業(yè)時(shí)間；B布置工作地時(shí)間；S休息與生理需要時(shí)間；rT輔助時(shí)間；a基本時(shí)間。bb. 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 。eTc. 單件計(jì)算時(shí)間 = + + + + 。cbaSreTn其具體計(jì)算過(guò)程如下：（1） 加工條件：工件材料：45 鋼正火， =0.35GPa,模鍛。bs加工要求：車端面 134mm,Ra3.2；粗車外圓 134mm，mm。Ra 分別為 3.2，1.6。車螺紋 M90 1.5 ，Ra3.2。0.3671機(jī)床：CA6140 普通車床刀具：端面車刀，刀具材料 YT15，刀桿尺寸 16 25 ，2m=90， =15， =12， =0.5mm，60 螺紋車刀；刀具材料： rK00rxW18Cr4v。（2） 計(jì)算切削用量：1)粗車端面時(shí)，根據(jù)加工余量 Z= ，取 Z=3，即 =3mm，31p走刀量 f=0.4 （表 3-13） ；mr計(jì)算切削速度（表 3-18） ，耐用度 t=45min，14m/s m/s0.18.50.32981.5416344vympckvtxf 2.7確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 102.76.4/(387./min)31swvnrsrd按機(jī)床選取 =6.67 (400 )(表 4-3)ni所以實(shí)際切削速度 v=2.57 （154.4 ）sin切削 I 時(shí)：, =2mm, =0, =5mm(試切長(zhǎng)度)134902lm-=1l2l313.7(06min6.4mwlll snf2)粗車外圓:a.切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?Z=2.8mm 可一次切除。b.進(jìn)給量：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表3-13 中選用 f=0.6 。mrc.計(jì)算切削速度（表 3-18）0.180.150.3299146min(2.)46vxympck stfd. 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 102.57(342/in)3.41swvnrsd按機(jī)床選取 =6.67 (400 )nmi所以實(shí)際切削速度 3.145.724(1/in)00wdv sre. 切削 I 時(shí)：15切入長(zhǎng)度 =4mm，切出長(zhǎng)度 =0，試切長(zhǎng)度 =5mm1l 2l3l231.543.6(0min)67mwt snf1232.1(7i)lltf3）車螺紋：a.切削速度的計(jì)算（表 3-55） ，刀具耐用度 t=60min，螺距s=1.5mm，取 =0.15mm。p0.1.30.74856min(0./)6v sb.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 .143(85/in)3.swvnrsd按機(jī)床選取 =1.67 （100 ）nmi所以實(shí)際切削速度 3.14.670.3/0wdv rsc. 切削 I 時(shí)：取粗行程次數(shù) 3 次，精行程 2 次，切入長(zhǎng)度 =3mm1l1.549.(08min)67mwlt snf4）鉆孔 5.5mm：（表 3-38）0.2.409/.38/tffkrr（表 3-42）.5(1min)vs=.25/14.8/(6./min)34swnrsrsd按機(jī)床選取 =15 (900 )nin16所以實(shí)際切削速度3.145/0.26/00wdnvrsrs切削 I 時(shí)：切入 =10mm，切出 =2mm, =13.5mm,1l2ll23.5104.7(0min)8mwt snf5）鏜孔 94mm取刀桿直徑 D= 25mm，刀桿伸出量 125mm，加工余量 ，一次可切除完畢。9402zm-=選用 90硬質(zhì)合金 YT5 鏜刀,f=0.21 （表 3-15）mr（表 3-19 及手冊(cè) P102“鏜孔切削用1.6(20%)1.8vmss量” ） .4.3(260.in)3.19swvn rsrd按機(jī)床選取 =5.25 (315 )nrsmin所以實(shí)際切削速度: 3.1495.21.(92.8i)00wdv rs切削 I 時(shí)：（表 7-1）=13.5 , =2mml1l3.528.0mwti snf三、專用夾具設(shè)計(jì)圖 1-1 所示為法蘭零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為中等批量生產(chǎn)，零件的某些尺寸已經(jīng)在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在 Z525 立式17鉆床上加工 5.5mm 個(gè)孔，需要設(shè)計(jì)一專用鉆床夾具以便滿足零件圖上的各項(xiàng)精度要求。（一）零件的加工工藝分析：零件對(duì) 5.5mm 孔的要求如下：a.四個(gè)孔需要均布排列；b.兩孔的中心距為 120 0.1；c.孔的表面粗糙度 Ra 為 3.2；加工面的凸臺(tái)面積較小，故需要專用夾具，又由于上下端面均已經(jīng)加工完畢，所以精基準(zhǔn)選上下端面，側(cè)面或者中心孔。（二）定位加緊方案的確定及論證：根據(jù)工序加工要求分析，工件定位時(shí)只需限制六個(gè)自由度，沿法蘭方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度也必須予以限制。現(xiàn)在有三種定位夾緊方案可供選擇。三種夾緊定位方案簡(jiǎn)圖如下：方案 1 圖示：18圖 3-1方案 2 圖示：圖 3-219方案 3 圖示：圖 3-3A 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，限制 3 個(gè)自由度，可知法蘭右端臺(tái)階較小，相當(dāng)于短圓柱銷。其中右端面作為基準(zhǔn)，限制的自由度為 ， 和 短圓柱銷限制 和 ，共有 X， Y， 和 四ZXYYZZ個(gè)自由度受到限制，V 形塊限制 和 Z，這樣便可以保證孔的正確X位置。根據(jù)主要夾緊力由 V 形塊和削邊銷提供，當(dāng)削邊銷發(fā)生磨損后，主要加緊力由 V 形塊提供，由于是側(cè)面提供夾緊力，故需要對(duì)V 形塊施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象等不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以進(jìn)行自定位支承，在鉆削過(guò)程中，容易產(chǎn)生較大的軸向力，下面設(shè)一輔助支承，以減少工件產(chǎn)生變形，圖 3-1 為該定位夾緊方案的圖示。20B 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，分別限制了 4 個(gè)自由度，其小平面和長(zhǎng)圓柱銷供限制里個(gè)自由度即 ， X， ，Y 和 。又由Z于短 V 形塊限制了 Z，故 6 個(gè)自由度全部被限制。根據(jù)主要夾緊力由短 V 形塊提供，且 V 形塊的面積和法蘭的接觸面積較小，故需提供較大的預(yù)緊力。為確定加工過(guò)程中工件的加工穩(wěn)定性，需設(shè)置輔助支承；為防止過(guò)定位情況的出現(xiàn)，可以采用自位支承。3-2 為該定位夾緊方案示意圖，但此方案需將加工路線中車螺紋放到了后面。C 由于該工件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該定位基準(zhǔn)仍采用右端面，該端面屬于大平面與法蘭的右端面接觸，分別限制了 ，X 和 Y 三Z個(gè)方向上自由度。又 V 形塊限制了 ，Z 和 三個(gè)方向上自由度，XY這樣保證零件的定位可靠。根據(jù)主要夾緊力作用于定為基準(zhǔn)面的原則，主要夾緊力由 V 形塊和開(kāi)口墊圈來(lái)提供，其中 V 形塊上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過(guò)大變形，需設(shè)置輔助支承，圖 3-3 所示為定位夾緊方案。比較上述的三種方案，可以看出它們的優(yōu)缺點(diǎn)。三種方案都可以滿足定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點(diǎn)。方案一和方案二分別在中心軸線處采用了削邊銷和長(zhǎng)圓柱銷，均出現(xiàn)了局部過(guò)定位現(xiàn)象，但還是可以滿足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了專用夾具的復(fù)雜性。前兩種方案中的 V 形塊都需要提供較大的夾緊力，而方案三的夾緊力由開(kāi)口墊圈和 V 形塊分擔(dān)，21且有輔助支承存在，沒(méi)出現(xiàn)過(guò)定位現(xiàn)象，也不需要提供自定位支承來(lái)解除過(guò)定位的自由度，且方案三結(jié)構(gòu)緊湊操作方便，定位誤差較小，并且可以滿足加工精度的要求。根據(jù)孔的位置要求，該夾具上安裝有分度裝置，從而提高了生產(chǎn)效率，使一次安裝能同時(shí)加工出四個(gè)孔.。(三) 定位誤差分析：首先，在對(duì)夾具進(jìn)行定位誤差分析之前，對(duì)已經(jīng)選定的方案工作原理做一下說(shuō)明：該夾具用于立式鉆床，鉆削法蘭上四個(gè)孔。工件以端面，止口和凸臺(tái)圓弧在夾具體 7 和 V 形塊 9 上定位。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 10，在彈簧作用下使 V 形塊 9 向右運(yùn)動(dòng)，起角向定位作用，擰緊螺母 2，通過(guò)開(kāi)口墊圈 3 將工件壓緊。當(dāng)一個(gè)孔鉆好后，拉動(dòng)手柄 10 并旋轉(zhuǎn) ，09使 V 形塊 9 脫離工件再向上推動(dòng)手柄 5，對(duì)髽脫離分度盤(pán) 8，轉(zhuǎn)動(dòng)夾具體 7 至相應(yīng)位置時(shí)，對(duì)定爪 6 在彈簧銷 4 的作用下，插入分度盤(pán) 8 的槽中分度對(duì)定，鉆削另一個(gè)孔。其余各孔按同樣的方法依次加工。了解了該專用夾具的工作原理之后，將對(duì)此夾具在使用過(guò)程中的定位誤差做如下分析:1.四個(gè)孔均不排列：該誤差主要存在于分度裝置的精度問(wèn)題，在加工完畢一個(gè)孔后，需轉(zhuǎn)動(dòng)夾具體 09的角度來(lái)加工下一個(gè)孔，定位夾緊后，通過(guò)鉆頭產(chǎn)生的軸向力會(huì)使工件發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產(chǎn)生的外力很小，本身就會(huì)使工件產(chǎn)生傾斜，故需要在設(shè)置22輔助支承時(shí)應(yīng)注意到這一方面，對(duì)均布的 5.5mm 的四個(gè)孔有很重要的意義。2.兩孔心距 ：120.為保證兩孔中心距，需要可靠的夾緊力，開(kāi)口墊圈上的夾緊力應(yīng)足夠大，以防止工件產(chǎn)生傾斜或加工過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于加工的公差較大，在夾具制造過(guò)程中應(yīng)稍加注意，將會(huì)消除這方面的問(wèn)題，將產(chǎn)生的誤差為 ，其夾角為 ，鉆孔平面的尺寸為 22mm，具體參照?qǐng)D 3-3。定位誤差為：= 2tan= (0.15.)7=0.016由于 =0.0160.05，故可以滿足其加工精度。3.孔表面粗糙度 Ra3.2：由于鉆孔的公差等級(jí)能達(dá)到 IT12-IT11，其中 Ra 值為Ra25Ra12.5，故鉆孔遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到 Ra3.2，故需進(jìn)一步采用鉸孔，而該孔又是一個(gè)沉孔，需要在鉸孔后锪鉆進(jìn)行锪孔。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進(jìn)行鉸孔后便能滿足要求。23四、結(jié)束語(yǔ)要掌握零件制造過(guò)程中的共同性規(guī)律和解決具體工藝問(wèn)題的知識(shí)和能力，其復(fù)雜性就不是一門(mén)課程所能解決的，通過(guò)多門(mén)相關(guān)知識(shí)學(xué)科的學(xué)習(xí)，掌握其內(nèi)在的基本規(guī)律。多門(mén)學(xué)科的綜合組成全面地分析和運(yùn)用機(jī)械制造工藝過(guò)程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，讓我了解到生產(chǎn)零件過(guò)程中需要解決很多問(wèn)題，從中發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，老師和同學(xué)的熱心幫助，讓我屢次樹(shù)立信心，決心完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)的最后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中仍存在有問(wèn)題，反復(fù)糾正，最終完成本次課程設(shè)計(jì)。對(duì)本次設(shè)計(jì)中，幫助過(guò)指導(dǎo)過(guò)我的老師和同學(xué)最真誠(chéng)的謝意！24五、參考文獻(xiàn):機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ) 傅水根主編 清華大學(xué)出版社 2000.9機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 馮辛安主編 機(jī)械工業(yè)出版設(shè) 2004.1機(jī)械制造工藝學(xué) 顧崇銜主編 西科學(xué)技術(shù)出版社 2006.8機(jī)械制造工藝手冊(cè) 王紹俊主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 1981.8機(jī)械設(shè)計(jì) 濮良貴主編 高等教育出版社 2006.12金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè) 南京機(jī)械研究所主編加工 1984.12機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2002