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推動(dòng)架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
【摘要】
在生產(chǎn)過(guò)程中，使生產(chǎn)對(duì)象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過(guò)程叫工藝過(guò)程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過(guò)程。在制定工藝過(guò)程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車(chē)及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。
關(guān)鍵詞: 工序 工藝 定位方案
Abstract: Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Key Words: The process worker one orient the scheme
目 錄
1 緒論 1
1.1 選題的意義...........................................................................................................................................1
1.2 夾具的發(fā)展方向...................................................................................................................................1
1.3 本章小結(jié)................................................................................................................................................3
2 推動(dòng)架的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1 推動(dòng)架的工藝.................................................................................................................................3
2.1.1 推動(dòng)架的作用 3
2.1.2推動(dòng)架的技術(shù)要求..........................................................3
2.1.3 推動(dòng)架的工藝分析 4
2.3 確定毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖..............................................................................................................6
2.3.1選擇毛坯..................................................................7
2.3.2 繪制推動(dòng)架毛坯的鑄造簡(jiǎn)圖.................................................8
2.4 擬定推動(dòng)架工藝路線.....................................................................................................................9
2.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇..........................................................10
2.4.2 精基準(zhǔn)的選擇.............................................................10
2.4.3粗基準(zhǔn)的選擇.............................................................10
2.5各面、孔加工方法的確定.............................................................................................................11
2.6 加工階段的劃分...........................................................................................................................11
2.7 工序的集中于分散.......................................................................................................................11
2.8 工序順序的安排...........................................................................................................................12
2.8.1機(jī)械加工工序.............................................................12
2.8.2熱處理工序...............................................................13
2.8.3輔助工序.................................................................13
3 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用............................................................13
3.1 機(jī)床設(shè)備的選用................................................................13
3.2 工藝裝備的選用.................................................................13
4 加工余量、工序尺寸和公差的選用.......................................................14
5 切削用量與時(shí)間定額的計(jì)算............................................................15
5.1 切削用量的計(jì)算...........................................................................................................................15
5.1.1 鉆孔工步................................................................16
5.1.2 擴(kuò)孔工步.................................................................17
5.1.3 粗絞工步.................................................................17
5.1.4 精絞工步.................................................................17
5.2 時(shí)間定額的計(jì)算...........................................................................................................................17
5.2.1 基本時(shí)間Tj的計(jì)算........................................................18
5.2.2 輔助時(shí)間Tf的計(jì)算........................................................18
5.2.3 其他時(shí)間的計(jì)算...........................................................19
5.2.4 單件時(shí)間Tdj的計(jì)算.......................................................19
6 夾具設(shè)計(jì) 20
6.1 問(wèn)題的提出....................................................................20
6.2 定位方案......................................................................20
6.3 夾緊機(jī)構(gòu).......................................................................20
6.4 夾具與機(jī)床的聯(lián)接元件...........................................................20
6.5 定位誤差分析..................................................................20
6.6 切削力及夾緊力的計(jì)算...........................................................20
結(jié)論 21
參考文獻(xiàn) 22
致謝 22
1 緒論
1.1選題的意義
當(dāng)人們談起制造行業(yè)中的發(fā)展時(shí)，很少談到工件夾具，但是在零件生產(chǎn)的基本領(lǐng)域，正吹著改革之風(fēng)。一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的推動(dòng)架類(lèi)，桿類(lèi)工件，幾乎各道工序都離不開(kāi)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類(lèi)工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
如今，制造商們需要供應(yīng)商提供一步到位服務(wù)，他們要求世界范圍內(nèi)的當(dāng)?shù)毓?yīng)商能夠支持全球化生產(chǎn)。他們堅(jiān)持與供應(yīng)商保持并行生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)發(fā)。他們努力尋求各種以及所有可以降低其產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間的對(duì)策。那些制作夾具的人，必須采用與制作價(jià)值好幾百萬(wàn)美元的加工中心的人們所采用的相同的規(guī)則，如今他們正在迎接這種挑戰(zhàn)。
1.2 夾具的發(fā)展方向
夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。
一、高精度
隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。?
二、高效
為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。?
三、模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。
利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。?
四、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。
采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。
1.3 本章小結(jié)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。
自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
2 推動(dòng)架的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 推動(dòng)架的工藝
2.1.1推動(dòng)架的作用
該零件為B6050刨床推動(dòng)架，是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的零件（如附圖1），Φ32+0.0270孔安裝在進(jìn)給絲杠軸，靠近Φ32+0.0270孔左端處裝一棘輪。在棘輪上方即為Φ160+0.033孔裝棘輪。Φ160+0.033孔通過(guò)銷(xiāo)與杠連接。把從電動(dòng)機(jī)創(chuàng)來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)偏心輪杠桿使零件繞Φ32+0.0270軸心線擺動(dòng)。同時(shí)，棘輪撥動(dòng)棘輪，使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)自動(dòng)進(jìn)給。
（附圖1 零件圖）
（附圖1 三維圖）
（附圖1 毛坯圖）
1.2推動(dòng)架的技術(shù)要求
推動(dòng)架的技術(shù)要求見(jiàn)表1.1
表1.1 推動(dòng)架技術(shù)要求
加工表面
偏差
mm
公差及精度等級(jí)
粗糙度 Ra
μm
形位公差/mm
φ27的端面
IT13
12.5
0.1
A
φ16的孔
+0.029
0
IT6-IT9
3.2
φ50的外圓端面
IT7-IT9
6.3
φ32的孔
+0.027
0
IT7-IT8
6.3
φ35的兩端面
IT13
25
φ16的孔
+0.029
0
IT6-IT9
3.2
1.3推動(dòng)架工藝分析
分析可知本零件材料為灰口鑄鐵，HT200。該零件具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性，減震性，適應(yīng)于承受較大的應(yīng)力，要求耐磨的零件。刨床推動(dòng)架具有兩組工作表面，他們之間有一定的位置要求。
由零件圖可知，φ32+0.027 0、φ16+0.019 0孔的中心線是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：
1.φ32mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ32mm的兩個(gè)端面及孔和倒角，φ16mm的兩個(gè)端面及孔和倒角。
2.以φ16mm孔為加工表面
這一組加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及內(nèi)孔φ10mm、M8-6H的內(nèi)螺紋，φ6mm的孔及120°倒角2mm的溝槽。
這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是：
1.φ32mm孔內(nèi)與φ16mm中心線垂直度公差為0.10；
2.φ32mm孔端面與φ16mm中心線的距離為12mm。
由以上分析可知，對(duì)這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。另外考慮到零件的精度不高可以在普通機(jī)床上加工。
2.3確定毛坯 、繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.3.1選擇毛坯
根據(jù)零件差資料知：零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過(guò)計(jì)算和查詢資料可知，毛坯重量約為0.72kg。生產(chǎn)類(lèi)型為中小批量，可采用金屬型鑄造毛坯。由于φ32mm的孔需要鑄造出來(lái)，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效進(jìn)行處理。
2.3.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
零件基本尺寸在100—160之間，由表2-1可知，差得該鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為8～10級(jí)。由表2-5可知，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)，故CT=10級(jí)，MA為G級(jí)。
表2.1用查表法確定各加工表面的總余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等級(jí)
加工余量數(shù)值
說(shuō)明
φ27的端面
92
H
4.0
頂面降一級(jí)，單側(cè)加工
φ16的孔
φ16
H
3.0
底面，孔降一級(jí)，雙側(cè)加工
φ50的外圓端面
45
G
2.5
雙側(cè)加工（取下行值）
φ32的孔
φ32
H
3.0
孔降一級(jí)，雙側(cè)加工
φ35的兩端面
20
G
2.5
雙側(cè)加工（取下行值）
φ16的孔
φ16
H
3.0
孔降一級(jí)，雙側(cè)加工
表3.2由參考文獻(xiàn)可知，鑄件主要尺寸的公差如下表：
主要加工表面
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
φ27的端面
92
4.0
96
3.2
φ16的孔
φ16
6
φ10
2.2
φ50的外圓端面
45
5
50
2.8
φ32的孔
φ32
6.0
φ26
2.6
φ35的兩端面
20
5
25
2.4
φ16的孔
φ16
6
φ10
2.2
2.3.2繪制推動(dòng)架毛胚的鑄造簡(jiǎn)圖
由表2.1所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如圖2.2所示。
（圖2.2 零件的毛坯圖）
2.4擬定推動(dòng)架工藝路線
2.4.1、定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)?；孢x擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
2.4.2 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇φ32的孔和φ16的孔作為精基準(zhǔn)
2.3.4 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)一般的軸類(lèi)零件來(lái)說(shuō)，以外圓作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個(gè)不加工表面的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對(duì)位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知，B6065刨床推動(dòng)架以外圓作為粗基準(zhǔn)。
2.5各面、孔加工方法的確定
根據(jù)推動(dòng)架零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表3.1：
表3.1 推動(dòng)架各表面加工方案
主要加工表面
尺寸精度等級(jí)
粗糙度
加工方案
備注
φ27的端面
IT13
12.5
粗銑
表1-8
φ16的孔
IT6-IT9
3.2
鉆-擴(kuò)-鉸-
表1-9
φ50的外圓端面
IT7-IT9
6.3
粗銑-精銑
表1-8
φ32的孔
IT7-IT8
6.3
鉆-擴(kuò)-鉸
表1-9
φ35的兩端面
IT13
25
粗銑
表1-8
φ16的孔
IT6-IT9
3.2
鉆-擴(kuò)-鉸
表1-9
φ6的孔
IT11-IT12
25
鉆
表1-9
φ8螺紋孔
（公差帶5H-7H）
6.3
鉆螺紋
表1-10
寬6mm的槽
IT11-IT13
12.5
粗銑
表1-8
拉溝槽R3
25
拉
2.6加工階段的劃分
該推動(dòng)架的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成面加工和孔加工兩個(gè)階段。
加工過(guò)程中，首先加工面，然后加工各空，最后加工各細(xì)節(jié)部分（攻絲、拉槽等）
2.7工序的集中與分散
該零件選用工序集中原則安排推動(dòng)架的加工工序。該推動(dòng)架的生產(chǎn)類(lèi)型是中、小批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
2.8工序順序的安排
2.8.1機(jī)械加工工序
遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則 、“先粗后精”原則、“先主后次”原則、 “先面后孔”原則。制定機(jī)械加工工序如下：
工序I 銑φ32mm孔的端面
工序II 銑φ16mm孔的端面
工序III 銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準(zhǔn)的兩個(gè)端面
工序IV 銑深9.5mm寬6mm的槽
工序V 銑φ10mm孔和φ16mm的基準(zhǔn)面
工序VI 鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm，倒角45°。選用Z535立式鉆床加工
工序VII 鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45°。用Z535立式鉆床加工
工序VIII 鉆半、精鉸、精鉸φ16mm,倒角45度。選用Z525立式鉆床
工序Ⅸ 鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工
工序Ⅹ 鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角。選用Z525立式鉆床加工
工序Ⅺ 拉溝槽R3
2.8.2 熱處理工序
加工之前進(jìn)行時(shí)效處理。
2.8.3 輔助工序
在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。
綜上所述，該推動(dòng)架工序的安排順序?yàn)椋簾崽幚恚〞r(shí)效處理）——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——主要表面精加工。
2.9確定加工路線
在綜合考慮上述工序安排的原則基礎(chǔ)上，由表3.2列出推動(dòng)架的工藝路線
3 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用
3.1機(jī)床設(shè)備的選用
在大批生產(chǎn)條件下，可以選用高效的專(zhuān)用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備。所選用的通用設(shè)備應(yīng)提出機(jī)床型號(hào)，所選用的組合機(jī)床應(yīng)提出機(jī)床特征，如“四面組合機(jī)床”。主要以由表3.2給出。
3.2工藝裝備的選用
工藝裝配主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應(yīng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出它們的名稱，如“鉆頭”、“百分表”、“車(chē)床夾具”等。
刀具、量具以在3.2給出。該零件的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，所選用的夾具均為專(zhuān)用夾具。
4 加工余量、工序尺寸和公差的確定
此處只對(duì)對(duì)第七道工序進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求尺寸精度等級(jí)介于IT7~IT8之間，由表2-8可查得工序尺寸及余量：
鉆孔：Φ30 2z=1.75mm
擴(kuò)孔: Φ31.75 2z=1.8mm
粗鉸孔：Φ31.93 2z=0.07mm
精鉸：Φ32 H7
由表1-20可以依次確定精度等級(jí)為：精鉸：IT7;粗鉸：IT10;擴(kuò)孔：IT10鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.025mm; 粗鉸：0.1mm; 擴(kuò)孔：0.1mm;鉆：0.25mm。
以上均為孔的上偏差，下偏差均為零。
5 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算
5.1切削用量的計(jì)算
計(jì)算工序VI—鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm。
5.1.1鉆孔工步
1）背刀吃量аp的選擇定аp=4.0mm。
2）進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步得進(jìn)量f=0.5mm/r。
3）切削速度的計(jì)算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=212r/min, 根據(jù)表4-9查Z535型立式鉆床得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=195r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=18.4m/min。
5.1.2擴(kuò)孔工步
1）背吃刀量的確定
取雙邊被遲到量аp=1.75mm。
2）進(jìn)給量的確定
由表5-23和表4-7，選取該工步的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量=0.90mm/r。
3）切削速度的計(jì)算
由查手冊(cè)表2.4-53（P562），按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為18m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=179.1r/min,參照表4-6所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=195r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=195r/min31.75mm/1000=19.4m/min。
5.1.3粗鉸工步
1)背吃刀量的確定
取雙面被吃刀量аp=1.8mm。
進(jìn)給量的確定
2)由表5-23和表4-7，選取該工步的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量=0.90mm/r。
3)切削速度的計(jì)算
由查手冊(cè)表2.4-53（P562），按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為4m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=40.0r/min,參照表4-6所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=68r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=68r/min31.93mm/1000=6.8m/min。
5.1.4精鉸工步
1) 背吃刀量的確定
取雙面被吃刀量аp=0.07mm。
2) 進(jìn)給量的確定
由表5-31和表4-7，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.90mm/r。
3) 切削速度的計(jì)算
由表5-31，按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為3m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=30.0r/min,參照表4-6所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=68r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=68r/min32mm/1000=6.8m/min。
5.2時(shí)間定額的計(jì)算
5.2.1基本時(shí)間的計(jì)算
1）鉆孔工步
根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 求得。=50, =2.4，; f=0.5mm/r;n=195r/min。則該工步的基本時(shí)間t=(50+2.4+2)/0.5mm/r / 195r/min=30.4s
2）擴(kuò)孔工步
根據(jù)表5-41，本工序時(shí)間可由公式求得。式中=50mm；=2~4mm；，取= ，2.4mm；=4mm；
；n=195r/min。將上述結(jié)果帶入公式，則該工序的基本時(shí)間t=(50+2.4+4)/0.9mm/r / 195r/min=17.5s
3）粗鉸工步
根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中、由表5-42按=、аp=(D-d)/2=0.09條件查得=0.37mm；=15mm；而=50mm；；n=68r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間t=(50+0.37+15)/0.9mm/r / 68r/min=64.2s。
4）精鉸工步
根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中、由表5-42按=、аp=(D-d)/2=0.035條件查得=0.19mm；=13mm；而=50mm；；n=68r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間t=(50+0.19+13)/0.9mm/r / 68r/min=62.0s。
5.2.2輔助時(shí)間的計(jì)算
根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為=(0.150.2)，該零件取=0.15,則該工序的輔助時(shí)間為：
工序VI鉆孔工步的輔助時(shí)間：=0.1530.4=4.5s；
工序VI擴(kuò)孔孔工步的輔助時(shí)間：=0.1517.5=2.6s；
工序VI粗鉸孔工步的輔助時(shí)間：=0.1564.2=9.6s；
工序VI精鉸工步的輔助時(shí)間：=0.1562.2=9.3s；
5.2.3 其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于該推動(dòng)架的生產(chǎn)類(lèi)型大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可以忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%7%，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%4%,本工件均取3%，則各工序的其他時(shí)間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）（+）計(jì)算，他們分別為：
工序VI鉆孔工步的其他時(shí)間：+=6%（30.4+4.5）=2.1s；
工序VI擴(kuò)孔孔工步的其他時(shí)間：+=6%（17.5+2.6）=1.2s；
工序VI粗鉸孔工步的其他時(shí)間：+=6%（59.2+9.6）=4.2s；
工序VI精鉸工步的其他時(shí)間：+=6%（57.1+9.3）=4.0s；
5.2.4單件時(shí)間的計(jì)算
工序VI的單件時(shí)間為三個(gè)工步單價(jià)時(shí)間的和，其中
鉆孔工步=30.4+4.5+2.1=37s；
擴(kuò)孔工步=17.5+2.6+1.2=21.3s；
粗鉸工步=59.2+9.6+4.2=73s；
精鉸工步=57.1+9.3+4.0=70.4s；
因此，工序VI的單件時(shí)間=++=37+21.3+73+70.4=201.7s。
將上述零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。
6 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。根據(jù)老師給定的題目，設(shè)計(jì)工序VI—鉆、擴(kuò)、鉸Φ32孔。本專(zhuān)用夾具將用于Z525立式鉆床的加工。刀具為麻花鉆、套式機(jī)用鉸刀等，制造夾具體毛坯的材料為HT200。通過(guò)鑄造得到。
6.1問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)工序VI—鉆、擴(kuò)、鉸Φ32孔。由于工序較多，工藝要求相對(duì)較高，加工相對(duì)復(fù)雜。本夾具的設(shè)計(jì)工程中應(yīng)主要考慮如何定位，使用六點(diǎn)定位原理限制六個(gè)自由度。同時(shí)由于加工過(guò)程中受力較大，受力方向較多，還應(yīng)考慮如何才能實(shí)現(xiàn)很好的夾緊，以便進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械加工。其次還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本專(zhuān)用夾具將用于Z525立式鉆床的加工。
6.2定位方案
工件以Φ50外圓及端面為定位基準(zhǔn)，采用V型塊與平面組合定位方案。其中平面限制工件三個(gè)自由度，V型塊限制兩個(gè)自由度。定位后只有Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)法限制，但是由于本工件夾緊部分為圓柱形，因此無(wú)需對(duì)該自由度進(jìn)行限制。綜上，該定位方案可行。
6.3夾緊機(jī)構(gòu)
采用螺旋推動(dòng)V型塊夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)擰緊右端C型固定手柄壓緊螺釘，推動(dòng)活動(dòng)V型塊壓緊工件實(shí)現(xiàn)夾緊。同時(shí)輔助以快速壓板，進(jìn)行輔助夾緊。
6.4夾具與機(jī)床聯(lián)接元件
采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定為鍵，固定在夾具體底面同一條直線位置的鍵槽中，用于確定機(jī)床夾具相對(duì)于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。要保證定位鍵的寬度與機(jī)床工作臺(tái)T型槽相匹配的要求。定位鍵可以承受一定的銑削扭矩，減輕夾緊螺栓、夾具體與機(jī)床的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具加工過(guò)程的穩(wěn)定性。
6.5定位誤差分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為三個(gè)支承釘和一個(gè)V形塊，定為基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合，所以基準(zhǔn)不重合誤差△b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。由表2-3鑄件尺寸公差，基準(zhǔn)位移誤差為。所以定位誤差。
6.6切削力及夾緊力的計(jì)算
各工序中，鉆孔過(guò)程受力最大，所以只計(jì)算該工序切削力即可。
鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，得鉆削力計(jì)算公式：
式中 P───鉆削力
t───鉆削深度, 45mm
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.5mm
D───麻花鉆直徑, Φ30mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以
=968（N）
鉆孔的扭矩：
式中 S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.5mm
D───麻花鉆直徑, Φ30mm
HB───布氏硬度，140HBS
=×0.014××
=1840(N·M)
根據(jù)手冊(cè)查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。
其中，夾具的三維裝配圖，CAD裝配圖，夾具體圖紙分別如下：
結(jié) 束 語(yǔ)
很快結(jié)束了繁忙的畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。期間，在老師的的辛勤指導(dǎo)下，取得了一定的成績(jī)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合，加深了我們對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
回顧起此次推動(dòng)架的畢業(yè)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固等。
我覺(jué)得這次設(shè)計(jì)最重要的是讓我懂得了團(tuán)隊(duì)精神的重要性。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果我們沒(méi)有一個(gè)很好的團(tuán)隊(duì)互助，許多問(wèn)題仍然將是問(wèn)題，但是，很“遺憾”我們進(jìn)行了很好的合作。很多自己想了很久沒(méi)有結(jié)果的問(wèn)題，在大家的幫助下很快就可以解決掉。我深刻的感覺(jué)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。
另外，還要特別感謝我們的指導(dǎo)老師和授課老師。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中如果沒(méi)有他們的細(xì)心的幫助、辛勤的指導(dǎo)、孜孜不倦的教誨，可以說(shuō)我們不可能這么順利的完成本次設(shè)計(jì)！
謝 辭
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在xxx老師悉心指導(dǎo)下完成的。xxx老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，xxx老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問(wèn)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在此設(shè)計(jì)及論文撰寫(xiě)過(guò)程中得到了班上同學(xué)的無(wú)私幫助，在此對(duì)你們表示衷心的感謝，感謝你們的鼎力相助。
在論文工作中，得到了學(xué)校有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！
文 獻(xiàn)
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