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V 目錄 第 1章 緒論 ..........................................................................................................................................................2 1.1課題背景 .....................................................................................................................................................2 1.2夾具說(shuō)明 .....................................................................................................................................................3 1.2.1 機(jī)床夾具的分類 .................................................................3 1.2.2 使用夾具的優(yōu)勢(shì) .................................................................3 1.2.3 夾具設(shè)計(jì)的目的 .................................................................4 1.3小結(jié) .............................................................................................................................................................4 第 2章 零件分析 ..................................................................................................................................................6 2.1零件功用分析 .............................................................................................................................................6 2.2零件結(jié)構(gòu)分析 .............................................................................................................................................6 第 3章 零件工藝分析 ..........................................................................................................................................7 3.1表面加工方法的確定 .................................................................................................................................7 3.2確定毛坯的類型及制造方法 .....................................................................................................................7 3.3生產(chǎn)類型的確認(rèn) .........................................................................................................................................8 第 4章 擬定零件機(jī)械加工工藝路線 ..................................................................................................................9 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 .........................................................................................................................................9 4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 ....................................................................9 4.1.2精基準(zhǔn)的選擇 ...................................................................10 4.2擬定零件的工藝路線 ...............................................................................................................................10 4.3選擇工藝裝備 ...........................................................................................................................................11 4.4確定各工步切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算 ...............................................................................................11 第 5章 夾具設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................13 5.1 問(wèn)題的提出 ..............................................................................................................................................13 5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ......................................................................................................................................13 5.3 夾緊方案的確定 ......................................................................................................................................13 5.4 切削力與夾緊力的計(jì)算 ..........................................................................................................................14 5.5 夾緊力計(jì)算 ..............................................................................................................................................15 5.6定位誤差的分析 .......................................................................................................................................16 5.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 ..................................................................................................................16 第 6章 結(jié)論 ........................................................................................................................................................18 致 謝 ................................................................................................................................................................19 參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................................................20 2 第 1章 緒論 現(xiàn)階段，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步不斷發(fā)展。如今，新材料、新工藝的出現(xiàn)，改變了機(jī)械制造 領(lǐng)域的現(xiàn)狀。機(jī)械制造領(lǐng)域不斷向產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品成本低的方向發(fā)展。 發(fā)達(dá)的。 生產(chǎn)工具自古以來(lái)就是人類進(jìn)步的標(biāo)志。上世紀(jì)末日以來(lái)，機(jī)械制造工藝和技術(shù)得 到了極大的改進(jìn)和發(fā)展。然而，刀具的不斷更新，對(duì)機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展起著非常重要的作 用。機(jī)床夾具對(duì)制造零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品成本有著重要的影響。由此可見(jiàn)，跳 汰機(jī)在機(jī)械制造領(lǐng)域乃至此后一直是一種非常重要的工藝裝備。 在當(dāng)前的社會(huì)條件下，機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)是國(guó)家發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要支柱。人們生 活方式的改變是不正確的，組織結(jié)構(gòu)也在不斷完善，導(dǎo)致了當(dāng)前制造業(yè)在生產(chǎn)類型和經(jīng) 營(yíng)方式上的改變。在觀念、企業(yè)文化等方面不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，生產(chǎn)發(fā)展迅速，加工制成 品質(zhì)量越來(lái)越好，更換時(shí)間越來(lái)越短。這就對(duì)公司的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量提出了越來(lái)越 高、越來(lái)越嚴(yán)格的要求，這就對(duì)加工工藝提出了更高的要求，也是提高生產(chǎn)率的最終目 標(biāo)。 夾具是重要的生產(chǎn)工具。它們廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。夾具是生產(chǎn)過(guò)程各階段所需 的重要工藝設(shè)備。生產(chǎn)過(guò)程中使用的工裝夾具的質(zhì)量和可靠性將直接影響到產(chǎn)品的最終 質(zhì)量。加工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率是決定生產(chǎn)的重要因素。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求中，我們 需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，結(jié)合教材學(xué)習(xí)的理論知識(shí)。首先要了解機(jī)床夾具的基本概念和 技術(shù)要求，然后從定位基準(zhǔn)和定位元件設(shè)計(jì)夾具。夾具的選擇、定位誤差分析、夾緊力 的計(jì)算、夾緊方法的確定等都需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1.1課題背景 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計(jì)的一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)課程。 什么是夾具？是在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程中，零件能固定在正確的位置，保證隨后 的切割、檢驗(yàn)和焊接等各道工序順利完成。 機(jī)床夾具在加工過(guò)程中有以下作用： 1.保證了工件的加工精度，在加工過(guò)程中夾具可以固定工件。 2.夾具是將要加工的零件擰緊在機(jī)床上，以提高勞動(dòng)效率。 3 3.有的夾具采用機(jī)械氣的夾緊方式，使工件更牢固地固定在機(jī)床上，降低了工人的 勞動(dòng)強(qiáng)度。 本課程的主要目的是： 1.重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械專業(yè)課程的掌握和其他必修課理論知識(shí)的掌握，以及在實(shí)際 生產(chǎn)中的應(yīng)用。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了實(shí)際操作訓(xùn)練，鞏固了理論知識(shí)。 2.掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的專業(yè)方法和步驟，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，促進(jìn)機(jī)械知識(shí)在未來(lái)學(xué) 習(xí)生活中的應(yīng)用。 3.目前，我國(guó)機(jī)械實(shí)力在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地，但現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械技術(shù)相對(duì)薄 弱，而目前市場(chǎng)需求仍然不足，相對(duì)滯后。我們必須繼續(xù)吸取教訓(xùn)，不斷追求進(jìn)步，克 服存在的問(wèn)題，不斷進(jìn)步，使中國(guó)在機(jī)械制造業(yè)中從一個(gè)發(fā)展中國(guó)家逐漸走向一個(gè)大國(guó)。 1.2夾具說(shuō)明 1.2.1 機(jī)床夾具的分類 夾具有許多不同的類型和大小，可以從不同的方面進(jìn)行分類。 設(shè)備本身可以根據(jù)不同的特性進(jìn)行分類：例如，包括通用設(shè)備、專用設(shè)備、組合設(shè) 備、可調(diào)設(shè)備、拼接設(shè)備等。 這些夾具需要在機(jī)器上加工才能加工。通過(guò)使用不同的機(jī)床，它們可以分為不同的 類型：例如，用于車床加工的夾具稱為車床夾具。如果用在鉆床上，也叫鉆夾具。面銑 用于銑床上的銑床夾具。通過(guò)類比，將有不同類型的鏜床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具和插入式 機(jī)床夾具，根據(jù)機(jī)床型號(hào)進(jìn)行分類。 按夾持動(dòng)態(tài)位置分類：夾持力和類型不同，有手動(dòng)夾夾具、氣動(dòng)夾夾具用氣缸力夾 持、液壓夾持器用液壓缸夾、電磁夾等。 1.2.2 使用夾具的優(yōu)勢(shì) 加工時(shí)有兩種安裝零件的方法： 1. 直接安裝在機(jī)器的工作面上。 2. 安裝在夾具上，然后將夾具安裝到機(jī)床工作臺(tái)上。 在夾緊過(guò)程中非常麻煩。根據(jù)生產(chǎn)要求，根據(jù)圖紙和加工特點(diǎn)，對(duì)零件表面進(jìn)行標(biāo) 記，要求加工位置標(biāo)準(zhǔn)。安裝零件時(shí)，必須進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，并在夾緊前驗(yàn)證平行度，這通常 4 用于單個(gè)零件的加工。如果是批量生產(chǎn)，它仍然是有效的和有效的夾緊零件與夾具。 用夾具夾緊零件具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.能保證加工尺寸精度，從而保證加工質(zhì)量和質(zhì)量； 2.夾具的使用可以方便快捷地夾緊零件，減少加工時(shí)尚卡子的時(shí)間，從而提高效率； 3.在機(jī)床上使用專用夾具，可以拓寬機(jī)床的使用范圍，多機(jī)多用； 4.降低甚至降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約時(shí)間和勞動(dòng)成本； 1.2.3 夾具設(shè)計(jì)的目的 使用專用夾具的目的是快速夾緊零件，使零件在加工設(shè)備和加工工具之間處于相對(duì) 正確的加工位置。這也說(shuō)明夾具的應(yīng)用是機(jī)械加工過(guò)程中不可缺少的一部分。當(dāng)今社會(huì) 生產(chǎn)力的快速發(fā)展和機(jī)床的發(fā)展正朝著高效率、高速化、精密化和智能化的方向邁進(jìn)。 同時(shí)，要考慮環(huán)保節(jié)能的方向。因此，夾具的開(kāi)發(fā)技術(shù)也必須朝著高效、高精度、廣泛 適用、經(jīng)濟(jì)等方向發(fā)展。夾具也可以稱為夾具。廣義上講，在加工過(guò)程中，無(wú)論哪一步， 都是一種能夠快速、安全定位零件的夾具。比如在焊接過(guò)程中，工裝在檢驗(yàn)過(guò)程中，工 裝在機(jī)床的加工過(guò)程中等等，在很多方面，工裝在機(jī)床中是最常見(jiàn)的，我們一般簡(jiǎn)單地 稱之為夾具。在加工過(guò)程中，為了保證零件的位置能滿足圖紙規(guī)定的尺寸、粗糙度、精 度等技術(shù)要求，必須在加工前對(duì)零件進(jìn)行定位和夾緊。 夾具能在加工過(guò)程中準(zhǔn)確定位零件，然后夾緊零件，使零件處于正確的加工位置， 滿足加工所需的條件，加工操作簡(jiǎn)單流暢，達(dá)到了精密加工和快速加工的要求。例如， 在焊接和夾緊作業(yè)中，利用電動(dòng)永磁焊接夾具對(duì)服裝工件進(jìn)行定位，使焊接件無(wú)縫焊接， 保證焊接精度；采用數(shù)控機(jī)床加工板材時(shí)，采用電控永磁吸盤(pán)實(shí)現(xiàn)板件的穩(wěn)定夾緊。為 了保證加工精度，這些都是夾具的功能。不僅用于焊接，而且在機(jī)械加工中有廣泛的應(yīng) 用。 1.3小結(jié) 一個(gè)比較成熟的夾具設(shè)計(jì)是為了提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品精度而設(shè) 計(jì)的。特別是一些較為復(fù)雜和少見(jiàn)的工件，用特殊的工件加工。在生產(chǎn)設(shè)計(jì)的早期階段， 夾具的選擇是至關(guān)重要的，還有機(jī)械的選擇和各種參數(shù)的設(shè)定。正確的夾具選擇決定了 未來(lái)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，也決定了生產(chǎn)的實(shí)際效率。 5 夾具設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們實(shí)踐工作能力的最后一個(gè)實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。它不僅是對(duì)我們大學(xué) 幾年所學(xué)知識(shí)的全面復(fù)習(xí)和考試，而且是對(duì)未來(lái)專業(yè)技術(shù)工作的準(zhǔn)備。 通過(guò)機(jī)床工藝及程序設(shè)計(jì)，將專業(yè)知識(shí)總結(jié)為一體(如公差與配合 、 機(jī)械零件設(shè) 計(jì) 、 金屬切削機(jī)床 、 機(jī)械制造工藝 、 機(jī)械制造基礎(chǔ) 、 數(shù)控加工工藝 、 機(jī)械制 圖等)。讓我們把所學(xué)的專業(yè)課進(jìn)行鞏固、復(fù)習(xí)和應(yīng)用，并在理論和實(shí)踐上結(jié)合起來(lái); 使我們更加深入地熟悉和了解各個(gè)學(xué)科的作用，為以后的實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 我希望通過(guò)這次設(shè)計(jì)，對(duì)自己未來(lái)的工作進(jìn)行適應(yīng)性的培訓(xùn)，鍛煉自己分析問(wèn)題和 解決問(wèn)題的能力。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我復(fù)習(xí)了大量的書(shū)籍，并得到了老師的指導(dǎo)。 6 第 2章 零件分析 2.1零件功用分析 給定的零件是端蓋。主要是起到保護(hù)作用。 圖 2.1（零件圖） 2.2零件結(jié)構(gòu)分析 具有良好結(jié)構(gòu)工藝性的零件，能在滿足使用要求的前提下，較經(jīng)濟(jì)地、高效地、合 格地被加工出來(lái)。零件的制造一般要經(jīng)過(guò)毛壞產(chǎn)生，切削加工，熱處理，裝配等階段。 進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使其在各個(gè)生產(chǎn)階段具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。零件結(jié)構(gòu)工 藝性的分析，可從零件尺寸和公差的標(biāo)注,零件的組成要素和零件的整體結(jié)構(gòu)等三方面來(lái) 分析。 經(jīng)上述分析可知， 對(duì)于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾 具加工另一組表面。 7 8 第 3章 零件工藝分析 3.1表面加工方法的確定 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)是加工的勞動(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)于設(shè)計(jì)撥叉的加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿足 內(nèi)花鍵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)格較底的機(jī)床。 3.2確定毛坯的類型及制造方法 毛坯的正確選擇，對(duì)后續(xù)加工有著非常重要的影響，對(duì)于毛坯材料和制造方法，也 包括毛坯制造精度對(duì)工件的后續(xù)加工質(zhì)量有著重要的影響。 這個(gè)時(shí)候,確定毛坯材料和零件尺寸形狀是非常重要的,設(shè)計(jì)的過(guò)程是一個(gè)叉給定的 零件、圖紙要求的材料要求是材料是鑄鐵,根據(jù)特征分析是鑄造成型的方法生產(chǎn),查詢和 參考相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè),發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)是合理的。這次的材料是鑄鐵。按照CT8 - 12檢查本冊(cè)表2- 1鑄件的毛坯尺寸公差等級(jí)。 參考文獻(xiàn)和手冊(cè)查詢,可以分析零件的鑄造形式,選擇基本部分鑄坯的表面處理的特 點(diǎn)和處理的凈尺寸相對(duì)于考慮加工余量,查詢書(shū)表3 - 1,得到的平面加工余量。 毛坯形狀與實(shí)際需要零件形狀之間的尺寸差稱為毛坯邊距。我們查閱了說(shuō)明書(shū)和參 考文獻(xiàn)，并進(jìn)行了工藝分析，分別確定了加工余量的大小基準(zhǔn)，對(duì)零件的毛坯圖進(jìn)行了 總體設(shè)計(jì)。形狀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),主要是根據(jù)零件的形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),零件和空白之間的主 要區(qū)別是,零件加工成品,和處理成品表面添加和加工余量后部分。在生產(chǎn)毛坯時(shí)，會(huì)有 公差要求，常稱為毛坯制造偏差公差。加工過(guò)程中毛坯的偏差和留量將直接影響零件的 毛坯成形過(guò)程，對(duì)零件的材料成本和加工成本有相關(guān)的要求和技術(shù)要求。一般情況下， 設(shè)計(jì)毛坯加工余量和預(yù)留加工量需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，有相關(guān)的操作手冊(cè)供設(shè)計(jì)和計(jì)算 參考。 由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取鑄模成型。經(jīng)查金 9 屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表5-5取等級(jí)為2級(jí)精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加 工余量為30.8mm。毛坯零件圖如下圖： 圖3.1（毛坯） 3.3生產(chǎn)類型的確認(rèn) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知：Q=100000 臺(tái)/年，且零件總體尺寸適中，為輕型零件，不防設(shè)該 零件的備品率為 4%，機(jī)械加工的廢品率為 3，現(xiàn)在定制該殼體零件的生產(chǎn)規(guī)模。 )1(0nQN 式中 N：零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)； Q：產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)，Q=100000 件/年； n: 每一產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量 n=1； ：零件的備品率，一般情況下為 =3%5% 取 4% ：零件的平均廢品率，取 =為 3； 已知該產(chǎn)品為小型機(jī)械，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)生產(chǎn)類型與生產(chǎn) 綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 10 第 4章 擬定零件機(jī)械加工工藝路線 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)面是工件加工中用于定位的平面。選擇合適的基準(zhǔn)面有利于提高加工效率，減 少加工時(shí)間和加工成本。如果不適當(dāng)?shù)奶幚順?biāo)準(zhǔn)的選擇不利于順利處理,有時(shí),處理標(biāo)準(zhǔn) 不當(dāng)也會(huì)造成壞影響工件加工,如不利于夾緊,固定形狀不當(dāng)影響的剛性?shī)A具造成的加工 誤差。因此，基準(zhǔn)面的選擇尤為重要。 定位基準(zhǔn)的選擇是否合理，直接影響工件的位置精度和加工效率?？偦鶞?zhǔn)選擇主要 是研究加工中表面間相對(duì)位置，精度及其操作方法。定位基準(zhǔn)的合理選擇對(duì)保證零件精 度安排加工順序有決定性的影響，定位基準(zhǔn)的作用主要是為了保證零件各表面之間相互 位置精度。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基兩種，同時(shí)選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)力求與原始基準(zhǔn)重合。 即：力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)重合，目的是為了減少誤差，并盡可能減少安裝 次數(shù)，從而提高位置精度。 4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)應(yīng)是用于加工定位的第一個(gè)表面，并為以后的精加工提供基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)應(yīng)具 有以下特點(diǎn):應(yīng)選擇較大的表面作為粗基準(zhǔn)，應(yīng)選擇平整、定位良好的夾持面作為粗基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)只能使用一次，所以粗基準(zhǔn)的選擇要考慮零件的加工工藝。 粗基準(zhǔn)的選擇也需要考慮。第一道工序的表面作為后續(xù)工序的精細(xì)基準(zhǔn)。所以要加 工的表面應(yīng)有利于以下工序的加工，應(yīng)便于定位和夾緊。 1.基準(zhǔn)重合原則：就是盡可能選用設(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)不重合而引起的定位誤差。 2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：位置精度要求較高的某些表面加工時(shí)，盡可能選擇統(tǒng)一的定位基 準(zhǔn)。這樣有利于保證各加工表面的位置精度。 3.自為基準(zhǔn)原則：當(dāng)某些表面精加工要求加工余量小而均勻時(shí)，選擇加工表面本身 作為定位基準(zhǔn)。 4.互為基準(zhǔn)原則：為了使加工面間有較高的位置精度，以為了使其加工余量小而均 勻，可采用反復(fù)加工，互為基準(zhǔn)的原則。 5.保證工件定位基準(zhǔn)，夾緊可靠，操作方便的原則。 對(duì)于本零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工 11 件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。并且作為粗基 準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，無(wú)毛刺，飛邊或其他表面缺陷。 4.1.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)符合以下要求:基準(zhǔn)重合的要求、基準(zhǔn)統(tǒng)一的要求、尺寸較大的平面 或內(nèi)外圓作為精基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)上述要求,確定 R21圓弧為加工精基準(zhǔn)，能夠保證其他 尺寸的距離定位和準(zhǔn)確度。 1.選擇非加工表面為粗基準(zhǔn)。 2.選擇要求加工余量均勻的表面為粗基準(zhǔn)。 3.對(duì)于所有表面都要加工的零件，應(yīng)選擇余量和公差最小的表面作粗基準(zhǔn)，以避免 余量不足而造成廢品。 4.選取光潔，平整，面積足夠大，裝夾穩(wěn)定的表面為粗基準(zhǔn)。 5.粗基準(zhǔn)只能在第一道工序中使用一次，不能重復(fù)使用。 4.2擬定零件的工藝路線 根據(jù)加工方案擬定的分析結(jié)果，擬定撥叉的 2種加工工藝路線方案如下： 表 4.1 工藝路線一 工序號(hào) 工名序稱 工序內(nèi)容 05 鑄造 鑄件 10 熱處理 時(shí)效處理 15 車 粗車右端外圓及端面，大圓右端面 20 車 粗車、半精車、精車左端外圓及端面 25 車 半精車、精車右端外圓及端面，大圓右端 面 30 車 車 30、34 內(nèi)孔 35 銑 銑大圓上平面 40 鉆 鉆 4-16.5 孔，锪沉孔 4-18 孔 45 鉆 鉆沉孔 17 孔 50 鉆 鉆斜孔 10 55 鉗 去毛刺 60 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 65 入庫(kù) 入庫(kù) 12 表 4.2 工藝路線二 工序號(hào) 工名序稱 工序內(nèi)容 05 鑄造 鑄件 10 熱處理 時(shí)效處理 15 車 粗車、半精車、精車右端外圓及端面，大圓右端 面 20 車 粗車、半精車、精車左端外圓及端面 25 車 車 30、34 內(nèi)孔 30 銑 銑大圓上平面 35 鉆 鉆 4-16.5 孔，锪沉孔 4-18 孔 40 鉆 鉆沉孔 17 孔 45 鉆 鉆斜孔 10 50 鉗 去毛刺 55 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 60 入庫(kù) 入庫(kù) 工藝路線方案一和工藝路線方案二主要區(qū)別在第二種方案少一道工序，工藝路線 一先粗車而后換向加工，工藝路線二則一次粗、精全部加工到位。工藝路線二工序上少 了一道，但是卻可能造成基準(zhǔn)不準(zhǔn)，加工的地方很可能出現(xiàn)偏、歪等現(xiàn)象。比較方案一 與方案二后， 方案二誤差較大，故現(xiàn)確定加工工藝路線如下： 表 4.3 工藝路線 工序號(hào) 工名序稱 工序內(nèi)容 05 鑄造 鑄件 10 熱處理 時(shí)效處理 15 車 粗車右端外圓及端面，大圓右端面 20 車 粗車、半精車、精車左端外圓及端面 25 車 半精車、精車右端外圓及端面，大圓右端 面 13 30 車 車 30、34 內(nèi)孔 35 銑 銑大圓上平面 40 鉆 鉆 4-16.5 孔，锪沉孔 4-18 孔 45 鉆 鉆沉孔 17 孔 50 鉆 鉆斜孔 10 55 鉗 去毛刺 60 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 65 入庫(kù) 入庫(kù) 4.4確定各工步切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算 粗銑大圓上平面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map15d20min/5v4z 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿蒩p5 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfzin398510rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 400wn/i12.51042vw 當(dāng) 400/min 時(shí)nrmzfwm/30. 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm16 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l7l91l32 14 min26.0397121fnltwm 第 5章 夾具設(shè)計(jì) 5.1 問(wèn)題的提出 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，選擇設(shè)計(jì)一個(gè)銑大圓上平面夾具選用立式銑床，如圖 5.1 為 X51立式銑床。本夾具是用來(lái)銑平面,而且加工面都有粗糙度要求。本工序加工需考慮 勞動(dòng)以及效率的問(wèn)題，需方便裝卸及加工。 圖 5.1立式銑床 5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖知，選擇已加工好的 30 孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)。 端面限制 3 個(gè)自由度，芯軸限制 2 個(gè)自由度，調(diào)節(jié)支撐限制 1 個(gè)自由度，這樣 6 個(gè) 自由度就全部限制住了。 5.3 夾緊方案的確定 15 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)，有以下典型的夾緊機(jī)構(gòu): 1)楔板夾緊機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊行程小，受力比小，根據(jù)自鎖條件選擇坡口 alpha =6 8，常用于電廠增力。 2)螺絲夾緊機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，普通螺紋已標(biāo)準(zhǔn)化，自鎖，加力比很大，應(yīng)用廣泛，夾 緊操作時(shí)間長(zhǎng)。 3)夾緊機(jī)構(gòu)偏心。等效于圓弧楔入夾緊，增大的力比適中，偏心點(diǎn)的斜角不相等，要 選擇合理的偏心夾緊段。自鎖條件滿足 D/e20。操作方便。 4)鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，力比大，常用于氣動(dòng)夾具。 5)定心夾緊機(jī)構(gòu)。同時(shí)定位夾緊工件，自動(dòng)確定工件中心或中間平面位置。中心是由 定心單元的勻速運(yùn)動(dòng)或單元材料的彈性變形決定的。 6)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。在一個(gè)原力的作用下，一次夾緊多個(gè)工件或多個(gè)地方夾緊一個(gè)工件， 可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。連桿夾緊力均勻傳遞至各夾緊點(diǎn)。 根據(jù)夾具的特點(diǎn)，選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊固螺釘夾緊機(jī)構(gòu)，螺母通過(guò)開(kāi)墊圈壓緊零件， 這種夾緊方式使旋緊力大，夾緊可靠，而且使用開(kāi)墊圈夾緊方便，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。適 合大批量生產(chǎn)。 圖 5.2 夾緊機(jī)構(gòu) 5.4 切削力與夾緊力的計(jì)算 由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表 可得：721 16 切削力公式： PfKDF7.06 式中 mD3rm/8 查表 得： 8219)750(.bp 即： .3NFf 切削扭矩公式 ： PKfDM8.0234 即： )(40mM 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間 狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為 實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。 5.5 夾緊力計(jì)算 （1）刀具： 高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀 100mm z=24 機(jī)床： X62W 型銑床 由3 所列公式 得FVzwqueyXpndafC0 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) 0.1vk 3F3.F.F z=24 65.0yu8PaFw 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 4321K 其中： 為基本安全系數(shù) 1.51 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.12K 為刀具鈍化系數(shù) 1.13 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.14 所以 NF7.15 （2）力的計(jì)算 17 由 FKfN21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01f F= +G G 為工件自重zP1237.6FNNf 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠 5.6定位誤差的分析 1.定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為左平面和定位芯軸，孔與軸間隙配合。 2.工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(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保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向 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)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位芯軸，和一擋銷定位，工件始終靠近定位芯軸的一面，由于加工 是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 5.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 以零件的 30mm 孔為定位，將零件放置在定位軸上，通過(guò)定位軸定位零件，然后再 定位銷限位，使零件完全定位并加緊。 加工完成后，松動(dòng)鎖緊螺釘，即可將零件取出。 18 圖 5.3裝配圖 19 第 6章 結(jié)論 通過(guò)設(shè)計(jì)的綜合實(shí)習(xí)，不但培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決本專業(yè)一般技 術(shù)問(wèn)題的能力和考慮企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀以及企業(yè)的設(shè)備能力、工藝能力，而且也進(jìn)一步鞏固 擴(kuò)大和深化了我們所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本操作技能讓我們具備金屬零件的加 工工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算、工藝分析等方面的初步能力，學(xué)習(xí)查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)的能 力，學(xué)會(huì)作用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等方面的初步能力，同時(shí)也培養(yǎng)了我們樹(shù)立正確的 設(shè)計(jì)思想和生產(chǎn)觀念，經(jīng)濟(jì)觀念，全局觀念和獨(dú)立分析、解決問(wèn)題和綜合運(yùn)用各學(xué)科知 識(shí)的能力，養(yǎng)成了理論聯(lián)系實(shí)際和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，培養(yǎng)我們掌握設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)程 和方法，獨(dú)立正確的使用技術(shù)文獻(xiàn)資料和正確的表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力以及編寫(xiě)說(shuō)明 書(shū)的能力。 20 致 謝 在這個(gè)設(shè)計(jì)中，從一開(kāi)始毫無(wú)頭緒，到最后順利完成，一路都可以順利完成。在此， 我要感謝所有老師的指導(dǎo)。謝謝老師給我的幫助，不僅及時(shí)發(fā)現(xiàn)了我的不足，而且給了 我正確的指導(dǎo)。 通過(guò)堅(jiān)持不懈的努力,終于完成了設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)過(guò)程中的許多困難,盡管我試圖訪問(wèn)各種 各樣的數(shù)據(jù),但仍然不能完全解決這個(gè)問(wèn)題,我在這里,我要感謝我的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師,是他 給了我一個(gè)指導(dǎo),為我指引方向,多次反復(fù)的解釋相同的知識(shí)對(duì)我來(lái)說(shuō),直到我完全控制, 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,不僅需要感謝我的老師,也要感謝那些幫助過(guò)我的同學(xué)和朋友，是他們 在我設(shè)計(jì)最困難的時(shí)刻為我加油，是你們不斷的信任和支持讓我不斷前進(jìn)。 設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)幾年的總結(jié)，是對(duì)這幾年的全面評(píng)價(jià)，現(xiàn)在終于完成了，感謝所有的 老師，是你們無(wú)私的奉獻(xiàn)把我?guī)нM(jìn)了機(jī)械的殿堂，讓我在機(jī)械行業(yè)中飛翔快樂(lè)。首先， 我要向老師表示衷心的感謝。論文的選題、研究方向和設(shè)計(jì)內(nèi)容都是在老師的悉心指導(dǎo) 和熱情幫助下完成的。老師一絲不茍的作風(fēng)和豐富的理論知識(shí)給了我深刻的啟示，使我 受益匪淺。 這個(gè)設(shè)計(jì)是在老師的精心指導(dǎo)和照顧下完成的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我的導(dǎo)師給了我很 多的指導(dǎo)和幫助，并提出了很多寶貴的建議。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，不斷探索的科研風(fēng)格， 敏銳而深刻的學(xué)術(shù)洞察力，孜孜不倦的敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象。在設(shè)計(jì)完成 之際，我要向我的導(dǎo)師致以崇高的敬意和衷心的感謝! 在寫(xiě)論文的過(guò)程中，我得到了機(jī)械系許多老師和同學(xué)的幫助。在繁忙的工作中，我 仍然得到了專業(yè)知識(shí)的指導(dǎo)，也得到了學(xué)習(xí)的方法和思路，讓我在實(shí)際的設(shè)計(jì)中不斷有 新的認(rèn)識(shí)和提高。在此，我對(duì)他們的幫助表示衷心的感謝! 最后，再次向幫助我的老師和同學(xué)們致以最高的敬意! 21 參考文獻(xiàn) 22 參考文獻(xiàn) 1、楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.01； 2、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) AutoCAD2012中文版基礎(chǔ)教程，西安交通大學(xué)出版社，2015.07 3、廖希亮，張敏，計(jì)算機(jī)繪圖，清華大學(xué)出版社，2011.03 4、徐茂功，公差配合與技術(shù)測(cè)量（第 2版），機(jī)械工業(yè)出版社，2014.06 5、黃云清，公差配合與測(cè)量技術(shù)(第 2版)，機(jī)械工業(yè)出版社，2012.01 6、李學(xué)京，機(jī)械制圖和技術(shù)制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)用指南，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.06 7、熊良山，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第 2版)，華中科技大學(xué)出版社， 2012.07 8、鄒青，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程（第 2版)，機(jī)械工業(yè)出版社， 2011.03 9、王福吉，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，科學(xué)出版社，2015.6 10、崇凱，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南（第 2版)，化學(xué)工業(yè)出版社，2015.4
沈 陽(yáng) 理 工 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
班 級(jí)
學(xué) 生
日 期
指導(dǎo)教師
共 頁(yè)
第 頁(yè)
（工序圖）
產(chǎn)品名稱型號(hào)
零件名稱
零件圖號(hào)
零件材料
工序號(hào)
工序名稱
同時(shí)加工件數(shù)
每料件數(shù)
技術(shù)等級(jí)
單件時(shí)間（min）
量具名稱、規(guī)格
設(shè)備名稱
設(shè)備編號(hào)
夾具名稱
夾具編號(hào)
冷 卻 液
更改內(nèi)容
工 步 號(hào)
工 步 內(nèi) 容
計(jì)算數(shù)據(jù)（mm）
走刀次數(shù)
切 削 用 量
工時(shí)定額（min）
刀具及輔助工具
直徑或 長(zhǎng)度
走刀長(zhǎng)度
單邊余量
切削
深度(mm)
進(jìn)給量(mm/r或mm/min)
每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或雙行程數(shù)
(r/min或2L/min)
切 削 速 度(m/min)
基本時(shí)間
輔助時(shí)間
布置工作地時(shí)間
名
稱
規(guī)格
編號(hào)
數(shù)量
1
銑大圓上平面
15
71
1
15
0.2
400
25.12
0.26
編 制
抄 寫(xiě)
校 對(duì)
審 核
批 準(zhǔn)