CA6140后托架831001的鉆三杠孔夾具設計及機械加工工藝裝備-工裝含4張CAD圖

CA6140后托架831001的鉆三杠孔夾具設計及機械加工工藝裝備-工裝含4張CAD圖,CA6140,托架,831001,鉆三杠孔,夾具,設計,機械,加工,工藝,裝備,工裝,CAD CA6140后托架的機械加工工藝及工裝設計 摘 要 馬上就要畢業(yè)了,畢業(yè)設計如期而至。老師給我安排的任務是CA6140車床后托架加工工藝及工裝設計。主要是設計CA6140車床后托架的夾具。一般情況下,是孔的加工難度是比平面的加工難度更難操作。所以,CA6140車床后托架畢業(yè)設計主要是以先面后孔的規(guī)律,因此我們把孔的加工選擇為精加工階段,而平面的加工選擇為粗加工階段,用以來區(qū)分二者并保證其精度。針對此次設計來看,設計的主體是車床,因后托架，此在加工此類后托架的過程中,一般情況下選擇銑床夾具和鉆床夾具,整個過程中需要完成夾具的相關設計,最為主要的一個目的就是為了能夠在整個學習的過程中,掌握一套自己熟悉的關于夾具設計的理論,然后還需要對工件進行工藝設計,整個流程中涉及的參數(shù)都需要進行計算,最后是完成整體的裝配以及零部件的設計,并出具相應圖紙, 工藝設備的一個重要組成部分是機床夾具設計,在整個加工過程中,除了夾具和固定加工零件外,還要保證加工零件的位置精度和提高機械加工的生產效率。 在設計過程中,本項目深入生產現(xiàn)實,深入調研,吸收國內外先進技術廣告,制定合理的設計計劃,然后進行具體的設計。 關鍵詞 產品設計，后托架，加工工藝，夾具  ABSTRACT Graduation soon.The teacher assigned me the CA6140 lathe rear bracket processing process and tooling design.The main design of CA6140 lathe rear bracket fixture.Generally,hole machining difficulty is more difficult to operate than plane machining.Therefore,the graduation design of CA6140 lathe rear frame is mainly the rule of front back hole,so we choose hole machining as finishing stage,the plane machining to rough machining section Choose on the floor,use the two and ensure its accuracy.For this design,the design is the lathe,because the rear support,processed in the process,is generally choose milling machine clamp to make it possible The power function of the normalized distance.The parameters involved in the whole process need to be calculated.Complete the overall assembly and component design,and produce the corresponding drawings; Design Procedure In Si,the project deeply excavates the production reality,in-depth investigation,absorb advanced technology advertising at home and abroad,formulate reasonable design plans,and then carry out specific design. Keywords shift the product design，latter bracket ，processing craft，jig IV 目錄 摘 要 I ABSTRACT II 緒 論 1 第一章 CA6140車床后托架的零件分析 3 1.1零件的作用及結構特點 3 1.2材料的選擇 3 1.3尺寸分析 3 1.4工藝分析 3 1.5技術要求 4 1.6生產類型 4 1.7零件圖 5 第二章 毛坯的選擇 6 2.1選擇毛坯時的相關因素 6 2.2毛坯的選取原則 6 2.3毛坯材料及制造形式 7 2.4毛坯的尺寸公差和它的機械加工余量 7 2.5毛坯圖 8 第三章 工藝規(guī)程的設計 9 3.1工藝基準 9 3.2定位基準的選擇 9 3.3加工工藝路線的確定 11 3.4加工設備的選擇 17 3.5確定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸 18 3.6確定切削用量及基本工時 21 3.7時間定額 27 第四章 鉆三杠孔夾具設計 28 4.1.切削力及夾緊力的計算 30 4.2.誤差分析與計算 31 4.3.夾具設計及操作的簡要說明 32 參 考 文 獻 33 VI 緒 論 機器是用來代替人們體力和部分腦力勞動的工具,機器通過將能量、物料和信息等進行傳遞或轉換來為人類做各種有用功?，F(xiàn)代的機器,正在朝著自動化、智能化、性能更高以及與人類更加和諧的方向發(fā)展?，F(xiàn)代的機械設計理論與方法正在不斷與自動化技術、信息技術、管理科學、生命科學以及藝術學等學科交融。現(xiàn)代機械的設計,除了依靠專業(yè)的機械設計師外,更加需要掌握了不同專門技術的人才的相互協(xié)作。因此,不僅專業(yè)的機械設計師應該掌握較完備的機械設計知識,從事其他各類生產、研究的技術人員,也都應該掌握一-定的機械設計知識。只有這樣,才能設計出更多更好的機器。在工業(yè)全球化的今天，自然而然的為了搶占世界生產巨頭的地位，許多國外非常具有影響力機械制造的龍頭企業(yè)早早于中國爭先開設工廠，在天津率先建立了他們的加工生產企業(yè)和生產基地，輻射國內大部分主營市場。他們因地制宜的利用了中國非常優(yōu)質并且廉價的勞動力資源以及原材料，加之中國機械制造業(yè)近年來也相對落后，針對這種現(xiàn)狀，他們未來必然依然是長期的看好我國長期良好的市場發(fā)展前景，中國巨大的市場就必然有著巨大的企業(yè)效益。憑借其非常先進的生產設備、先進的生產技術、雄厚的資金優(yōu)勢和規(guī)?；a的實力，在市場競爭方面，同國內的企業(yè)已經進行了好多年的比拼，經過這些年的發(fā)展，也已經在各產品方面占據(jù)了壓倒性態(tài)勢。 在材料質量和加工工藝方面，我們還需要不斷的改進和進步，與國外先進產品相比，使用壽命還很短。當前，在全球化的環(huán)境下，主要生產行業(yè)正朝著清潔環(huán)保、低能耗高效、高產值的方向發(fā)展。但是，由于我國工業(yè)起步較晚，條件有限，不能適應國內外市場的巨大變化，主要原因是我國工業(yè)起步較晚，生產技術和設備跟不上國際通用要求，而且條件有限。我們還是要依靠國外先進的產品進行生產和后期開發(fā)。 本篇設計說明書主要進行了CA6140車床后托架機械加工工藝和工裝設計，通過詳細確定對坯料的制造形式以及對定位基準的選擇，以及加上后期初步制定的加工因素，最后我們確定了兩個主要尺寸，繼而再確定具體的切削參數(shù)，最終通過計算得出我們加工所需要的切削時間，通過中間獲取加工工藝等方面的相關較詳細的實際數(shù)據(jù)，并準確無誤的制定它后期的具體加工路線，詳細確定后期加工時的加工方案，比較合理的對機床進行選擇，而后通過對切削參數(shù)等一系列加工參數(shù)的具體分析并精確計算，得到第一手數(shù)據(jù)，從而順利的完成機械加工規(guī)范。最后，根據(jù)我們前期制定好的方法和手工計算最終得到的詳細數(shù)據(jù)，認真填寫加工工藝規(guī)程卡，最后完善加工工藝卡，并詳細繪制相應的工藝流程圖。  第一章 CA6140車床后托架的零件分析 1.1零件的作用及結構特點 CA6140車床后托架在臥式機床上,當有高精度要求時,和雙向導向工具,連接工具和主軸,工具已退出夾頭,當電源頭回到原來的位置的工具,以防止支架支撐刀具,但不直接保持加工精度,以確保在下一個工作周期中,刀具可以順利地再次進入刀具,模板支架的結構類似于主動鉆機模型,但其作用只是支持工具,而不是作為工具的引導。 1.2材料的選擇 采用鑄鐵制造,材料用HT150,硬度HB150-200,年生產量為1000件。 1.3尺寸分析 1、以?40mm孔為中心的加工表面:?40mm,?30.2mm及?25.5mm的孔,兩沉頭孔為?20mm，兩裝配鉸孔?13mm，深孔?6mm，螺紋M6，兩銷孔。主要加工表面為?40mm，?30.2mm及?25.5mm，Ra=1.6，IT=7,IT=7,IT=8。 2、底面120X 60mm為中心:這一組加工表面包括底面120 X 60mm和锪平面。 （1）?40mm孔的軸線與底面的平行度為100:0.07; （2）?30.2mm孔的軸線與底面的平行度為100:0.07; （3）?25.5mm孔的軸線與底面的平行度為100:0.07; （4）下底面的平面度誤差為0.03; （5）毛線孔的中心線與底面的尺寸誤差為0.07; 1.4工藝分析 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段: 1.粗加工階段 2.半精加工階段 3.精加工階段 4.光整加工階段 在實際加工過程中,上述加工階段劃分不確定,有些不嚴格分為階段,如:小批工件精度要求不高,以及重部件的運動。粗加工,有時不論粗加工,只要滿足加工質量要求。無法通過方法進行區(qū)分對某一表面的處理或某一過程的性質,整個處理過程必須清楚地分為處理階段。例如,在粗加工處理階段就要加工的很準確,在精加工階段可安排鉆孔等粗加工,這是精基準面定位的過程。 1.5技術要求 1、后托架的主要加工表面，在加工時要以底面為主，要先對工件的底面進行銑削加工，后托架所要求的底面粗糙度和平面度公差分別是Ra=1.6，0.03。 2、三個孔分別為?40mm，?30.2mm及?25.5mm ，后托架側面三孔的表面，Ra=1.6，IT =7，IT=7，IT=8。 3、以2 -?13mm和2- ?20mm為一組 的階梯孔，Rz50，Ra= 6.3，以2- ?13mm和2-?10mm的階梯孔，其中2-?10mm是裝配鉸孔，孔2-?13mm Rz50，Ra=6.3， 2-?10mm是裝配鉸孔，Ra = 6.3。 4、由于高生產力,選擇金屬鑄造CA6140車床后托架,可以避免每個造型。 1.6生產類型 生產類型為中批量生產。 1.7零件圖 圖1-1 CA6140后托架零件圖 第二章 毛坯的選擇 2.1選擇毛坯時的相關因素 與在生產時的加工的方法以及生產的環(huán)境有一定的關系,在正常的情況下與其生產批量,材料其性能和加工其可能性等一系列有關。 1、零件的材料及機械性能要求 零件的材料加工性能及其機械性能在很大程度上決定了坯料的類型。例如,在選擇鑄件時,鋼件比較常見,其力學性能要求不高。在選擇重要的鋼件時,當其形狀和機械性能不高時,為了獲得良好的機械性能,應使用鍛件;有色金屬最常見的鑄件和坯件。 2、零件的結構形狀與外形尺寸 大型復雜零件通常選擇砂鑄件和自由鍛件,通常采用鑄坯結構的鑄件。選擇小件時,一般選擇模鍛和模鑄坯;鑄鋼坯;選擇軸件時,如果步徑差別不大,一般使用桿:如果每步尺寸變化較大,一般選擇鍛件。 3、生產綱領的大小 在大量批量生產中,原始生產方式必須具有高精度和生產率。鑄件是金屬成型機和精密鑄件的模型,精鍛或鍛造。 4、現(xiàn)有生產條件。根據(jù)現(xiàn)場毛坯生產的實際水平和能力,其外協(xié)可能性,同時結合企業(yè)具體生產條件選擇毛坯類型。 5、充分利用新工藝、新材料 在一個可持續(xù)發(fā)展的社會中,節(jié)約材料和節(jié)能至關重要,提高機械加工和生產效率也很重要。在這種考慮下,它不僅可以是可持續(xù)的,而且可以大大減少加工廢物的數(shù)量,而且無需加工就能最大化經濟效益。 2.2毛坯的選取原則 1、適應性:即滿足使用要求。 2、經濟性:要從所設計的幾個生產方案中選擇生產成本最低的那個方案，不能只能考慮所使用材料的成本高低，更要考慮所采用材料的使用壽命。 3、生產條件:本廠，外協(xié)。 4、生產批量:批量不同，方法不同。 5、零件材料的工藝性能:選材料時同時考慮應用工藝的工藝性能 6、零件結構、形狀、外形尺寸:選擇毛坯材料以及生產零件時所使用實際的具體工藝方法時，就需要考慮到被加工的零件結構、形狀、尺寸。 2.3毛坯材料及制造形式 1、毛坯材料 灰鑄鐵（HT150），由資料[2]表4-71，得力學性能： 表1.1灰鑄鐵（HT150）的性能參數(shù) 牌號 鑄件壁厚 最小抗拉強度 硬度 鑄件硬度范圍 金相組織 HT150 2.5-10 10-20 20-30 30-50 175 145 130 120 H175 150-200 鐵素體+珠光體 2、毛坯的制造形式 我們通常選擇的材料是鑄鐵，它有著成本低等良好特征，當然耐磨性以及加工性能也是重要原因。主要原因是因為當批量生產的時候，我們?yōu)槊髟煨瓦^程當中所使用的是砂型鑄造，究其主要特點是因為它在加工前后的實際精度跟加工余量去進行比較，偏差是相對來說較小的。除此之外，為了能夠把零件的殘余應力進行充分的除去，我們在鑄造之后應該安排的具體操作是人工時效處理。 3、合理安排熱處理工序 為了最終消除加工鑄造以后留在鑄件中殘余的內應力，在毛坯最終鑄造成型后，有的時候需要我們在半精加工這個過程之后再去對它進行人工時效處理，這樣做的目的是充分除去殘留的鑄造內應力和切削過程當中不可避免的留下的內應力。 2.4毛坯的尺寸公差和它的機械加工余量 1、底面(120X60mm) 粗、精銑底面，加工余量Z=3mm。 2、其余各鑄造孔加工余量如下: 零件尺寸 單邊 毛坯 ?40 mm 1.5mm ?37mm 3、工件上的其他的孔都是直徑比較小的孔，鑄造時為實心孔，參照《課程設計指導教程》確定: ?25.5mm孔--------鉆孔到?23.5mm;擴孔到?24.7mm; 半精鏜到?24.9;精鏜到?25.5mm; ?30.2mm孔--------鉆孔到?28mm;擴孔到?29.3mm 半精鏜到?29.8mm;精鏜到?30.2mm; ?40mm孔----------擴孔到?38.7mm; 半精鏜到?39.6mm;精鏜到?40mm; 2.5毛坯圖 圖2-1 CA6140后托架毛坯圖 第三章 工藝規(guī)程的設計 3.1工藝基準 其的基本含義是指，在對零件的工過程中使用到的基準，包括在最后完成加工以后我們要對所有零部件進行組裝所用到的基準，就是所謂的工藝基準。 1、工序基準。在工序圖上，用了這個基準以后，我們可以確定加工時各個要素的具體參數(shù)位置（尺寸、形狀、位置）。 2、定位基準。工件在加工時用到的基準。在加工過程中，有的時候我們選擇的點、線、面，有的時候在工件上是不存在的，比如兩個平面之間的對稱中心面，他們在加工過程中是作為基準的，詳細的操作方法是我們在加工定位的過程當中去進行具體體現(xiàn)，所以我們把這些拿來作基準的面統(tǒng)一稱叫做定位基面。有時在加工過程中被加工零件以回轉表面來進行定位，這個時候這個面的軸心線就是我們需要選用的基準，此時的加工過程中被加工零件以平面來進行定位的話，這個時候它的定位基準與定位基面是保持一致的。 3、測量基準。在進行形狀、位置和尺寸誤差時所采用的基準。 4、裝配基準。我們在完成所有加工過程以后要對所有零部件進行組裝，這個時候用來確定他們彼此間的相對位置要用到的基準。 3.2定位基準的選擇 在本次機械加工過程中首先應該進行的工序中，我們知道，在加工過程中我們在進行基準的選擇時是用沒有加工過的面來進行參考從而進行加工，我們把這種定位方式稱作粗基準，做完前期準備之后我們用已經選定的基準適當代入已經加工完成的表面，這一整個過程我們把它稱為定位基準的選擇。 1、粗基準的選擇 工件在加工時所用到的工序，最先是使用粗基準，至于在基準選擇的時候是否正確得當，則會對之后的所有加工過程都會產生比較重要的影響 [5]。所以我們在選擇粗基準的時候，一般我們應該遵循以下幾點。 （1）、零件準備要加工的表面對于沒有加工的表面來說具有一定的位置精度的原則。 （2）、合理的分配加工余量的原則 （3）、便于裝夾的原則。 （4）、粗基準使用的原則是一般不能重復使用。 所以綜合粗基準的選擇原則，我們在本次減速器下箱體的加工過程中應該選擇以下箱體上部的加工面主要粗基準。 2、精基準的選擇 我們在整個加工過程中怎么去進精基準的選擇，應該從什么角度來進行選擇，加工過程應該如何進行安排，這都是我們在整個加工過程中應該去注意到的問題，在加工過程中，各種精度的是否正確也會對我們的加工過程產生影響，同時確保零件的尺寸精度，且讓他們都達到加工所需要求，這對我們的加工過程來說會產生比較積極的影響，比如加工更加的方便，操作更加的簡單。 （1）、基準重合原則。我們在加工過程中選擇精基準得時候應該選擇要加工的平面作為參考。 （2）、基準統(tǒng)一原則。為了在加工零件表面的時候更加方便快捷，我們可以先用零件的一個表面作參考平面來確定基準，并且這個基準是在加工過程中的僅有的一個基準面，而且對于生產要求的精度來說它也能達到，如此這般的話，在我們接下來進行的加工過程中，就可以用它來作為可以參考的加工平面，這就可以讓我們的加工過程變得更加順利。 （3）、互為基準原則。我們在加工過程中在對有的表面進行加工時，這些表面對精度方面可能會有更嚴格的要求，這時，我們就要采用互為基準并重復的對工件進行加工來保證它的位置精度，這就是互為基準的原則。 （4）、自為基準的原則。在加工過程中我們知道，部分加工表面對精度的要求可能會更高，所以這就要求我們，在進行加工過程的時候就要確保這些加工表面有著均勻的加工余量，這樣的話，加工以后的表面是完全可以充當定位基準的角色，這就是自為基準的一般原則 [6]。 （5）、便于裝夾原則。，我們最后選主要定位面的時候首先要保證它有著比較大的表面積，這可以保證我們選擇的定位基準是既準確又可靠的。與此同時對于夾緊機構來說，簡單且操作方便也是基本的要求。 3.3加工工藝路線的確定 1、工序的合理組合 （1）、工序 在工作現(xiàn)場由工人或一組工人連續(xù)進行的工序中，相同的部分或多個部分稱為工序。 （2）、安裝 在相同的操作程序中,工件可以只對其工作位置進行一次或數(shù)次文件夾。安裝是把零件夾持一次以后完成的工藝過程的一部分?？紤]到夾件誤差的減小,縮短夾件部件所需時間,要盡量減少安裝數(shù)量。 （3）、工位 工位是在工件的一次安裝中,工件相對于機床(或刀具)每占據(jù)一個確切位置中所完成的那一部分工藝過程。 （4）、工步 一個工序(或一次安裝或一個工位)中可能需要加工若干個表面;也可能只加工一個表面,但卻要用若干把不同的刀具輪流加工;或只用一把刀具但卻要在加工表面上切多次,而每次切削所選用的切削用量不全相同。 （5、）走刀 走刀是指刀具相對工件加工表面進行一次切削所完成的那部分工作。 2、工順序的安排 (1)、工序分散原則 如果說選擇的工藝內容是簡單的,這樣是可以便于切削量的合理選擇。當我們采用通用配件時也是方便的,簡單的車床工藝設備,對于通用配件的采用來說也是相對來說是方便的,同時使得要準備的生產準備工作量要小,但生產需要的設備多,生產面積大,生產所需的工藝時間變長,生產管理復雜。 (2)、工序集中原則 由于生產所使用的比較專業(yè)特殊的機床設備和加工時的工藝設備相對復雜,所以生產所需要的基本費用增加,進而設備的調整和維護的問題也接踵而來,生產前所需要做的準備工作也大幅增加。 通常來說,在一個小品種工件的成批實際生產過程中,生產的具體工序基本都是進行適當?shù)丶?這樣做的目的是為了簡化在工件生產過程的管理。不過沒有采用具體的專用設備，所以工序集中的時候是存在一定的存在局限性。特殊機床及夾具組織流水線生產的簡單結構。 當我們在制訂工件生產的工藝路線時，應結合具體的生產情況，來決定工序的步驟。工序集中的意思就是在對工件進行加工時，用少的工序，對工件完成加工，反之為工序分散。 3、工序的集中與分散 (1)、工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，易于保證表面間的相互位置精度。 (2)、工序分散的特點 在加工過程中,如果工藝內容過于簡單的話,這樣會對我們進行切削量的選擇是有利的。簡單的車床工藝設備,對于通用配件的采用來說也是相對來說是方便的,同時使得要準備的生產準備工作量要小,但生產需要的設備多,生產所需面積大,生產所需的工藝時間長,生產管理會更復雜。 工藝的集中和分散必須基于生產的類型,因為每個工藝都有自己的特點。通過對工藝需求和裝置的比硫進行綜合分析,確定了適用的原則。 4.加工階段的劃分 對加工過程中的具體情況我們可以做以下分類：剛度差、批量大、以及精度較高的，粗加工與精加工分離，在完成工件的粗加工過程之后，應該合理的繼續(xù)安排精加工，如果我們這樣去進行安排，內應力、切削力、切削熱和夾緊力等加工過程中等比較常見的問題就不會對我們進行加工的工件留下不良影響，這樣我們在選擇加工設備的時候就可以順利的施行。 當粗加工單獨進行的時候，我們在給工件進行精加工處理時它的夾具數(shù)量會相應的變多，同時工件安裝的數(shù)量也會隨之增多，隨他們一起增長的也是最核心的問題，就是加工成本。所以來說，對于單件生產以及小批量生產同時精度相對來說比較低的箱體來說，粗加工與精加工這兩個工序應該放在一起來進行，加工過程中工件變形是不可避免的，那么我們用什么辦法來盡量減少這種現(xiàn)象，諸如在粗加工過程之后，把夾緊的工件適當放松，最后在完成加工后，采用不是很大的切削力，安排多次走刀來進行加工。 所以我們在零件進行加工時可以把加工階段做以下幾個步驟的劃分 （1）、粗加工階段 在這個階段，我們的主要目的是提高這個加工過程的生產率，并把大部分加工余量從加工表面上進行除去，從而使得毛坯從外形以及尺寸方面更加的接近成品。 （2）、半精加工階段 在這個加工過程中我們的主要任務是把由于粗加工造成的誤差盡量減少，使從而使得加工過的表面具有相當高的精度，但是我們要把少許加工余量給它預留出來，為之后的精加工過程做準備。 （3）、收尾階段 第三個加工過程，我們要繼續(xù)進行加工余量的去除，使得我們加工過的表面要符合箱座零件圖的相關技術要求。 （4）、收尾階段 最后這個過程我們主要是減小粗糙度，以及提高各個部位的尺寸精度。 5、工藝過程設計中應考慮的主要問題 為了明確具體工藝,使需要加工的工件能夠按照圖紙上所畫零件圖的相對應的生產技術要求對工件進行相應的加工,對工件的加工就必須制定相對復雜的加工工藝規(guī)程,為了更好的生產,需要為生產制定指導性技術文件,針對機械加工工藝規(guī)程的作用及意義進行有效地學習和研究,提高專業(yè)性。 (1)、做課題研究,就需要我們首先對我們所要設計的工件有一定的了解,所以我們有必要了解CA6140車床后托架的結構,對后托架的零件圖進行分析,了解它的具體構造,這樣才能讓我們提升獨立識圖的能力,還要通過對后托架零件圖的繪制,提升我們的繪圖能力,這樣才能熟練掌握AutoCAD軟件。 (2)、制定工藝流程、確定加工余量、工藝尺寸計算、工時定額計算、定位誤差分析等。我們只有經過以上縝密的計算和細心認真的具體設計,才能夠讓我對零件的各個尺寸和它們這些尺寸的加工過程心知肚明。 (3)、在本課題所有設計的過程中,首先需要想到的就是被加工工件的在機床上的安裝和夾緊,被加工工件的加工精度與安裝和夾緊有著非常緊密的聯(lián)系,工件的安裝速度和是否便捷,都會影響到輔助時間的長短,進而會影響工件的加工效率,所以這樣為夾具的迅速發(fā)展提供了平臺,有了夾具可以在完成謀道工序時,迅速完成對工件的裝夾,而且在對工件進行加工時，使用專用的夾具可以在具體的加工工件時有效的保證對工件的精度要求。這是整個課題設計時所要考慮的重點和難點。 (4)、在對工件進行加工時,一定要考慮到在機床上被加工工件根據(jù)生產加工時的技術要求，加工時要根據(jù)被加工工件各加工表面的達到相應的技術要求,對工件加工時要注意根據(jù)工廠具體的生產條件選擇對工件最有效的最直接的加工方法,還有就是要確定對工件分幾次進行加工。 (5)、在對工件進行加工前,要充分考慮到工廠在實際生產中對工件進行加工時的實際情況,同時也應根據(jù)現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,結合現(xiàn)有的加工方法和加工設備進行升級改造,進一步推廣新的加工技術,逐步提高加工工件的工藝水平。 (6)、除此之外,加工工件時,我們還需要考慮到被加工工件的加工表面的其自身物理機械性能這樣特殊的要求,還需要考慮到被加工工件的形狀和工件本身的質量等等一些方面。 6、制定工藝路線 加工工件時使用專用機床,以便提高工件生產率的前提是,可以保證所加工的零件的尺寸公差和形位公差在公差所規(guī)定的范圍內,還要保證工件的表面粗糙度,并且是成批生產的條件下。但生產的同時還需要考慮到生產成本和經濟效益,下邊擬訂了兩個加工工件時的工藝路線方案。見下表: 表1.1加工工藝路線方案比較表 工序號 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工序內容 定位基準 工序內容 定位基準 010 粗銑底平面 側面和外圓 粗、精銑底平面 側面和外圓 020 精銑底平粗 側面和外圓 粗鏜孔： 、 底面和側面 040 鉆、擴孔： 、 底面和側面 半精鏜孔：、、 底面和側面 050 粗鉸孔：、、 底面和側面 精鏜孔：、、 底面和側面 060 精鉸孔：、、 側面和兩孔 粗銑油槽 底面和側面 070 粗銑油槽 底面和側面 鉆：、 底面和側面 080 锪鉆孔： 底面和側面 擴孔 底面和側面 090 鉆：、 底面和側面 精鉸錐孔： 底面和側面 110 擴孔 底面和側面 锪鉆孔：、 底面和側面 120 精鉸錐孔： 底面和側面 去毛刺 130 锪鉆孔：、 底面和側面 鉆：、 底面和孔 140 鉆：、 底面和孔 攻螺紋 底面和孔 150 攻螺紋 底面和孔 锪平面 160 锪平面 倒角去毛刺 170 倒角去毛刺 檢驗 180 檢驗 加工工藝路線方案的論證： ⑴．方案Ⅱ在120這個工序中對工件安排了倒角和去毛刺這兩個步驟，這樣的安排可以抱回工人的手免收傷害，更為之后的工件的定位和裝配得到安全可靠的保證。 ⑵．方案Ⅱ在010這道工序中首先要對我們所加工的工件的底平面進行銑底平面，先對工件進行銑平面的原因是在之后的加工步驟中底平面是主要定位面之一。 ⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分開原則。 由以上分析：方案Ⅱ對工件進行加工時的加工工藝路線是相對來說比較合理的而且經濟性也好，下面是加工時的工藝過程： 表1.2加工工藝過程表 工序號 工 種 工作內容 說 明 010 鑄造 金屬型鑄造 鑄件毛坯尺寸： 長： 寬： 高： 孔：、、 020 清砂 除去澆冒口，鋒邊及型砂 030 熱處理 退火 石墨化退火，以便于切削加工 040 檢驗 檢驗毛坯 050 銑 粗銑、精銑底平面 用專用夾具裝夾；立式銑床 060 粗鏜 粗鏜鏜孔： ，， 用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（） 070 銑 粗銑油槽 080 半精鏜 半精鏜鏜孔： ，， 用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（） 090 精鏜 精鏜鏜孔： ，， 用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（） 100 鉆 將孔、、鉆到直徑 用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 110 擴孔鉆 將擴孔到要求尺寸 120 锪孔鉆 锪孔、到要求尺寸 130 鉸 精鉸錐孔 140 鉗 去毛刺 150 鉆 鉆孔、 用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 160 攻絲 攻螺紋 170 鉗 倒角去毛刺 180 檢驗 190 入庫 清洗，涂防銹油 3.4加工設備的選擇 1.機床的選用 查資料可得: 立式銑床(X52K)，主要用于銑加工。 搖臂鉆床(Z3025)，可用于鉆、擴、鉸及攻絲。 2.刀具的選用 查資料《課程設計指導教程》可得: 高速鋼端面銑刀，銑刀材料:W{sCr.V，刀具的角度取:γo=10°~15° Qp=8°~12°an=5°~8°β=15°~25°D=63mm Z=8鉆頭:直柄麻花鉆φ10(GB/T6135.3-1996) 直柄短麻花鉆φ5.2(GB/T6135.2-1996) 直柄長麻花鉆φ6(GB1T6135.4-1996) 鑄鐵群鉆 φ34φ24φ20 直柄擴孔鉆φ13(GB/T4256-1996) 錐柄擴孔鉆φ38.8(GB1141-84) φ29.8(GB1141-84) φ25(GB1141-84) 锪鉆:帶導柱直柄平底锪鉆(42 x 25.2GB1T4261-1984) (20x 10GB/T4260-1984)(13x 10GB/T4260-1984) 鉸刀:硬質合金錐柄機用鉸刀φ40φ30.2φ25.5(GB4252-84)錐鉸刀:刀具材料:W18Cr4V 3.其他設備選用 夾具:夾具采用專用的銑、鉆夾具 量具:錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標卡尺 輔助設備:銼刀、鉗子等。 3.5確定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸 1、底平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量，計算底平面與孔（，，）的中心線的尺寸為。頂面分粗、精銑加工： 粗銑：由文獻[5]表3.2-23。余量值規(guī)定，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：由文獻[7]表2.3-59，余量值規(guī)定。 鑄造毛坯基本尺寸，又由文獻[7]表2.3-11,鑄件尺寸選用CT7，查表2.3-9得鑄件尺寸公差 毛坯的名義尺寸：mm 毛坯最小尺寸： 毛坯最大尺寸： 粗銑后最大尺寸： 粗銑后最小尺寸： 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側面三孔（，，）的中心線的尺寸。 2、正視圖上的三孔的偏差及加工余量計算 由文獻[7]表2.3-59和文獻[15]表1-8，得： 孔： 粗鏜：，，尺寸偏差是 半精鏜：，，尺寸偏差是 精鏜：，，尺寸偏差是 孔 粗鏜：，，尺寸偏差是 半精鏜：，，尺寸偏差是 精鏜：，，尺寸偏差是 孔 粗鏜：，，尺寸偏差是 半精鏜：，，尺寸偏差是 精鏜：，，尺寸偏差是 側面三孔加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序，工序余量如下： 粗鏜： 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為； 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為； 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為。 半精鏜： 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為； 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為； 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為。 精鏜： 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為； 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為； 孔，參照[7]表2.3-48,其余量值為。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 孔毛坯基本尺寸為：； 孔毛坯基本尺寸為：； 孔毛坯基本尺寸為：。 根據(jù)參考文獻[7]表2.3-11，鑄件尺寸選用CT7，查表2.3-9得尺寸公差分別： 孔毛坯名義尺寸為：； 毛坯最大尺寸為：； 毛坯最小尺寸為：； 粗鏜工序尺寸為： 半精鏜工序尺寸為： 精鏜后尺寸是，已達到零件圖尺寸要求 孔毛坯名義尺寸為：； 毛坯最大尺寸為：； 毛坯最小尺寸為：； 粗鏜工序尺寸為：； 半精鏜工序尺寸為： 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即： 孔毛坯名義尺寸為：； 毛坯最大尺寸為：； 毛坯最小尺寸為：； 粗鏜工序尺寸為： 半精鏜工序尺寸為： 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即 3、頂面兩組孔和，及另外一組的錐孔和 毛坯為實心，不沖孔。兩孔要求為，。由文獻[7]表2.3-47，表2.3-48。 第一組：和 加工該組孔的工藝是：鉆——擴——锪 鉆孔： 擴孔： （Z為單邊余量） 锪孔： （Z為單邊余量） 第二組：的錐孔和 加工該組孔的工藝是：鉆——锪——鉸 鉆孔： 锪孔： （Z為單邊余量） 鉸孔： 3.6確定切削用量及基本工時 1、 工序一：粗、精銑底面 機床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) ⑴、粗銑 銑削深度： 每齒進給量：由文獻[7]表2.4-73，取銑削速度：由文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） ： ：由文獻[7]表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（1.5） ⑵、精銑： 銑削深度： 每齒進給量：由文獻[7]表2.4-73，取銑削速度：由文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ， 實際銑削速度，由式（1.2）有： 進給量，由式（1.3）有： ： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1。 機動時間，由式（1.5）有： 本工序機動時間 2、工序二 粗、半精、精鏜CA6140側面三杠孔 機床：臥式鏜床 刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料： ⑴、粗鏜孔 切削深度：，毛坯孔徑。 ：由文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此。 切削速度：由文獻[7]表2.4-66取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： ： 式（1.7） 被切削層長度： 刀具切入長度： 式（1.6） 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： ⑵、粗鏜孔 切削深度：，毛坯孔徑 ：由文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此。 切削速度：由文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： 取 實際切削速度，由式（1.2）有： ，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： ⑶、粗鏜孔 切削深度：，毛坯孔徑。 ：由文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此 切削速度：由文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： ，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： ⑷、半精鏜孔 切削深度：，粗鏜后孔徑 ：由文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此 切削速度：由文獻[7]表2.4-66，?。? 機床主軸轉速，由式（1.1）有 ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： ，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： 3、精鏜孔 切削深度：，半精鏜后孔徑 ：由文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此 切削速度：由文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： ，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： 4、精鏜孔 切削深度：，半精鏜后孔徑 ：由文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此 切削速度：由文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速，由式（1.2）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： ，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.7）有： 本工序所用的機動時間： 3.7時間定額 工序時間： 單件時間: 單件計算時間：，其中：N——零件批量（件）  第四章 鉆三杠孔夾具設計 夾具領域的發(fā)展方向現(xiàn)代社會對電力供應的安全可靠性性能的要求越來越高,電力安全作為工業(yè)的主導地位比以往任何一個時候都更加重要。人們對于各種的新式商品產生濃厚的興趣。在當下的環(huán)境中，人們在進行商品購買時已經不是很注重商品價格是否昂貴。若商品有很好的性能，足以滿足消費者對商品的渴望。消費者可以花費高昂的價格進行購買。在此背景下，用于生產各種商品的夾具就顯得十分重要了。只有在各式各樣的夾具被生產出來后，才能高效率地進行商品的生產，從而贏得市場。現(xiàn)如今在我國各行各業(yè)中都有著對應夾具的應用。但是各種高端夾具，在我國是十分匱乏的，其中很多高端夾具，我國甚至都生產不出，只能從發(fā)達國家進口。我國因此每年在夾具上花費高額的外匯。如何能夠扭轉此現(xiàn)象，就需要我們新一代機械行業(yè)的從業(yè)者對其進行設計以及改良，因此，本論文所研究內容對于即將步入社會的我們是一個很好的考驗。 本文所分析的工件為后托架，此類工件沒有很復雜的結構，而且在其加工過程中，只涉及到車床、鉆床、銑床和鏜床。在對工件進行分析過后，利用制圖軟件對其進行二維平面的描述。 雖然論文所研究的內容極其復雜，但同樣的，在這次畢業(yè)設計的過程中，我的能力得到了前所未有的提升，在利用軟件進行夾具繪制的時候，已經能夠得心應手。在對整個夾具進行設計時，會涉及到很多復雜的知識，通過查閱圖書館的書籍，對其進行探究，使得畢業(yè)設計中所涉及到的各個問題得到圓滿解決。最終，使得設計出的夾具具有優(yōu)良的性能。從而實現(xiàn)了最初的目標。 對現(xiàn)在企業(yè)采用夾具設計的情況進行分析，現(xiàn)階段的夾具設計大部分是處在如下兩種類型中的，一個是常規(guī)形式的通用夾具，還有一種就是專用夾具，這兩種是整個夾具行業(yè)占比最大的兩種。 現(xiàn)在的市場，經濟的提升才是目標，為了實現(xiàn)此目標，就致使所有企業(yè)開始關心產品，使得產品自身具備有競爭力，對于整個夾具來說，現(xiàn)階段像原始的夾具技術已經發(fā)展到現(xiàn)在，是非常成熟了，也是因為這樣，導致這方面的競爭非常大，整個行業(yè)都在思考在此夾具技術的基礎上，如何能夠增加盈利能力，最終的看法就是提高成品控制，達到高產出，低成本。 因為這個需求，也對整個夾具向著模塊化轉變有著比較明顯的推動作用，在現(xiàn)在的企業(yè)中，設計夾具的時候均會采用數(shù)據(jù)庫的輔助，用于節(jié)省整個夾具的設計環(huán)節(jié)時長，這樣可以促使整個生產環(huán)節(jié)在加工過程中不會出現(xiàn)停止的問題，而且這樣能夠保證整個加工的效率，同時在工件裝夾的過程中，觀看整個夾具加工的流暢度，使得整個企業(yè)的資金流轉變得更加的合理以及充分了。 對于現(xiàn)階段的加工精度來說，至此已經可以達到0.01mm，這樣的精度安對于夾具自身的加工來說有著非常突出的意義，能夠促使夾具的加工更加準確，現(xiàn)在的大部分企業(yè)在加工生產的時候已經使用NC自動加工了，在完成一部分的設計之后，就可以進行數(shù)據(jù)數(shù)控的處理了，之后進行干涉判斷，給出具體的編程情況，還可以進行模擬加工環(huán)節(jié)，對整個流程的時間有著非常重要的節(jié)省作用，現(xiàn)階段的設計人員，已經可以在非常有限的時間內，完成很多的夾具生產設計，對于人力的利用率提高非常明顯，而且這很大程度上增強了企業(yè)自身的競爭力。 現(xiàn)在的夾具設計，已經開始進行高強度鋼的成型了，相關成型技術的不斷發(fā)展，對于整個加工行業(yè)有著非常大的促進作用，而相關技術的發(fā)展卻離不開現(xiàn)在計算機的參與，計算機技術為整個成型技術領域發(fā)展提供了非常有效的辦法，促使其不斷更新進步。 對于現(xiàn)在的夾具設計來說，除了基礎的夾具設計原理還有之后的機械夾具以外，還慢慢的涉及到了電磁控制夾具方面的一些東西，在整個加工領域的適用范圍變得非常的廣泛，工序不斷得到優(yōu)化，夾具不斷得到優(yōu)化，這些都促使著整個加工領域的發(fā)展。夾具方式的涉及也變得更加廣泛，上述提到的這些加工方式以及工序都在現(xiàn)在的工藝流程中出現(xiàn)，工序不一樣，對于工件的影響也不一樣，不同的工序可能會對工件造成不一樣的缺陷，這些缺陷如何產生，又如何去除，都是可以借助于計算機技術來進行確定彌補的，就以銑面來說，可以在計算機技術的輔助之下進行銑削模擬，找到最為合適的參數(shù)，同時對于可能出現(xiàn)的干涉的情況，也可以通過計算機對其進行補償，仿真加工對于整個加工有著非常出色的指導意義，使用非常方便。 整個成型工藝的好壞，使用之后的效果如何，主要是取決于在開始使用之初所進行的分析技術，現(xiàn)在的企業(yè)也大都認識到了這一點，已經越來越重視這方面的分析，采用計算機技術結合上工藝的分析，使得在使用之初整個成型已經解決其大部分的問題了，也使得其在未來的生產中將會不斷被重視，也是整個未來發(fā)展的一個指向標，之所以比較重要，是因為其可以借助于數(shù)據(jù)庫的存在，來完成整個加工工藝的優(yōu)化以及后續(xù)的確定過程，完成整個工藝的確定之后，對于夾具的相關加工設計有著非常重要的指導意義，之后還會在進行模擬仿真，通過這個過程，對整個確定的加工工藝以及夾具設計在此進行確認，確保其不會存在問題，存在問題也會在此環(huán)節(jié)有針對性的進行解決，現(xiàn)階段來看，此技術在現(xiàn)在的加工中是非常重要的。 4.1.切削力及夾緊力的計算 由資料[10]查表可得： 切削力公式： 式（2.11） 式中 查資料[10]表得： 即由式2.11得： 切削扭矩公式 ： 式（2.12） 即： 由資料[10]表得： 式（2.13） 取，， 即： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按式2.6計算： 式中參數(shù)由資料[10]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 受力簡圖如下： 圖2.1 受力簡圖 由資料[10]表得：原動力計算公式 式（2.14） 即： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 4.2.誤差分析與計算 孔軸線與左側面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由資料[6]表可知： ?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為 由資料[10]可得： ① 定位誤差（兩個垂直平面定位）： ② 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 式（2.15） ③ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ④ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 4.3.夾具設計及操作的簡要說明 這里所設計的鉆三杠孔夾具，由于后托架的體積小,所使用的灰鑄鐵作為工件材料是比較容易進行切削的，而且該種灰鑄鐵的切削力不大。所以這里我們通過多方考慮，最終決定使用的夾緊方式是手動夾緊方式(螺旋夾緊機構)。 參 考 文 獻 [1]呂明.機械制造技術基礎（第3版）[M].武漢：武漢理工大學出版社，2015. 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