三用閥右閥簡工藝規(guī)程及夾具設計（全套含CAD圖紙）

三用閥右閥簡工藝規(guī)程及夾具設計（全套含CAD圖紙）,三用閥右閥簡,工藝,規(guī)程,夾具,設計,全套,cad,圖紙 附錄1 外文翻譯 基于事例推理的夾具設計研究與應用 摘要:根據基于事例的設計方法,提出采用工序件的特征信息和夾具的結構特征信息來描述夾具的相似性,并建立了包括這2方面主要特征信息為基礎的事例索引碼,設計了事例庫的結構形式,創(chuàng)建了層次化的事例組織方式;同時,提出了基于知識引導的夾具事例檢索算法,以及事例的修改和采用同族事例碼進行相似事例的存貯,形成了基于事例推理的夾具設計.所開發(fā)的原型系統(tǒng)在型號工程夾具設計等項目的設計過程中得到了應用,并取得了令人滿意的使用效果. 關鍵詞: 基于事例的推理 夾具設計 CAD 夾具是以確定工件安全定位準確為目的的裝置，并在加工過程中保持工件與刀具或機床的位置一致不變。因為夾具的結構依賴于產品的特點和在企業(yè)規(guī)劃中加工工序的地位,所以它的設計是制造過程中的瓶頸,制約著效率的提高. 夾具設計是一個復雜的過程,需要有從大量的設計論文中了解質量知識的經驗，這些設計論文包括工件的結構設計、涉及加工工藝，和加工環(huán)境。當用這些擅長繪制詳細設計圖的傳統(tǒng)的CAD工具（如Unigraphics、CATIA、Pro/E)時,這仍然是一項非常耗時的工作，但是利用以往的設計經驗和資源也不能提供一些益處,而這正是提高效率的關鍵因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法適應以往個案解決的辦法,建立一個新問題的方法,主要有以下四步驟:檢索、利用、修改,并保留.這是一個比用專業(yè)系統(tǒng)模仿人類思維有用的使用方法，因為提出一個類似的情況,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人類更直觀.所以支持不同事例的設計工具已經在諸多領域中發(fā)展起來，如在注射成型及設計、建筑設計、模具設計投死, 規(guī)劃過程中,還有夾具設計. 孫用六個數字組成代碼參數,包括工件的形狀、機械部分、軸襯,第一定位裝置,第二定位裝置和夾緊裝置. 但這個系統(tǒng)不能用于除鉆床夾具外的其他夾具類型,不能解決儲存需要保留的同一參數代碼的問題,這在CBR中是非常重要的. 1事例參數和事例圖書館的建立 1.1事例參數 事例參數應該由工件的所有的特征組成，來區(qū)別不同的夾具. 使用他們能夠使操作方便. 因為零件的形狀是多種多樣的, 在生產企業(yè)中制造的技術要求也不斷發(fā)展,許多特征作被用做事例參數將會使搜索速度降低,其主要特征是不重要的,因為分配給每個特征的比重必須減少. 另一方面,事例參數包含所有的特征是困難的。 因此,考慮到實際和快速設計的需求,事例參數要包含工件的主要特征和夾具的結構。事例參數代碼由16位數組成：13位數是事例特征 3位數是事例識別數字。 前13位數代表13個特征。 每個數字與特征的一個屬性相一致,這可能是"*"、"？"、"1"、"2"，…，"A"、"B",…，"Z"，…，等其中的一個。其中，"*"是指任何一個,"?"代表不確定,"0"代表沒有。 系統(tǒng)規(guī)定:夾具的類型，工件的形狀，位置模式不能是"*"和"?"。在設計系統(tǒng)時,三個項目的屬性信息沒有這些選擇,這就意味著必須選擇確定的屬性。 最后三位數是事例識別號碼,如果事例特征的13位數是一樣的,這三個數字就用來區(qū)別他們。 該系統(tǒng)還規(guī)定:"000"是用于修正的一個典型事例,其他事例"001"、"002"、…,這些是用于設計師查找參考事例的. 如果其中一個偶爾需要改變成典型事例,首先它必須要求改成"000",前面的自動變成參考事例. 事例索引碼的結構如圖1所示。 1—夾具類型； 6—工件重量； 11—夾緊模型； 2—工件形狀； 7—工件剛度； 12—夾具體； 3—工件材料； 8—加工內容； 13—其他； 4—批 量； 9—過程所有物； 14到16—事例識別碼； 5—工件比例； 10—定位模型； 圖1 事例索引碼的結構 1.2事例庫 事例庫由許多預定義的事例組成。事例的描述是基于事例推理的最重要的問題之一。所以由索引碼復合。 1.3 事例的層次化 夾具的結構相似被認為是整個夾具，成分和內容相似。所以，整個夾具事例庫，成分事例庫，夾具的成分事例庫形成相同。整個夾具的設計資料通常是由工件資料和工件加工資料組成,這就意味著夾具的設計應滿足特別功能的需求.全部夾具事例是由功能成分組成，它是用功能成分的名字和數字來進行描述的。成分事例代表成員（成分功能和其他結構成分，主要驅動參數，數字，和它們的約束關系）。成分事例（夾具的最低層）是功能成分和和其他成分的結構。在現代夾具設計中有很多參數化準件和普通非標準件。所以成分事例圖書館應記錄特殊參數和保持它們的方法。 2事例修改的策略 在基于事例的夾具設計中，最重要的是相似點的修改，這樣能有助于獲得最相似的事例，以及縮短適應時間。根據夾具設計的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知識指導結合起來。首先在深度上查找，然后在寬度上；知識指導策略意味著在來自客觀事物根源的知識規(guī)則上查找，這就要首先查找固定類型，然后查找工件的形狀，第三查找定位方法。例如，如果事例索引碼包括夾具類型的磨削夾具，就只查找所有的磨削夾具，然后查找工件形狀的盒子，第三查找一個平面兩個銷的定位方法。如果沒有合適的，就查找深度標點，然后回到最上層，然后再找所有與寬度相關的事例。 修改方法： 1） 根據夾具事例庫的事例索引信息，查找有關事例庫。 2） 將事例索引碼與事例庫的每個事例碼匹配，然后計算相似尺寸的價值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最類似的事例。 兩個事例之間的相似點是基于兩個事例特征之間的相似點。相似點尺寸的計算依靠特征的類型。相似點的價值可以通過數字化的價值來計算，例如比較重量分別是50kg 和 20kg的工件。非數字化的價值也能計算，例如，現在前13位索引碼都是非數字化的價值。一個夾具的相似尺寸的計算公式如下： 其中S表示通用夾具的相似尺寸，n表示索引特性數，表示每個特性的重量，表示事例庫中特性和相關夾具的特性的相似尺寸。同時， ，數值計算如下： 其中表示第i個特征的索引特性值，表示事例庫中第j個事例的第i個特征的特性值。 所以有兩種方法選擇相似夾具。一個方法是建立數值。如果通用事例的相似尺寸值比給定的數值小，這些事例就不能選來作相似事例。事例庫最初建立的時候，只有一些事例，數值可以建小一點。如果有大量的相似事例，數值就應該建的大一些。另外一個方法是只建立相似事例的數字（例如10），這是類型單里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存儲 3.1事例的修改 夾具設計中相似事例的修改包括以下三個階段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不變，調整成分的特性 3） 模型重新設計 如果夾具的成分是普通的物品，它們能通過使用工具被修改，代替以及刪除，這些已經被設計好了。 3.2事例的存儲 在將一個新的事例保存到事例庫之前，設計者必須考慮保存是否有價值。如果這個事例不能增加系統(tǒng)的知識，就沒有必要把它保存到事例庫里。如果它有價值的話，設計者在保存之前必須分析一下，看看這個事例是否作為標準事例或參考事例被存儲了。一個標準事例是一個描述同族事例主要特征的標準。一個同族事例是有事例庫中索引碼前13位相同而最后三位不同的那些事例組成的。一個標準事例的最后三位通常是“000”。一個參考事例屬于同族標準事例，最后三位用不同數字區(qū)分。 從被解釋的概念中，可采用以下方法： 1）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，和一個存在的標準事例的前13位數相同，那么這個事例就不能存儲因為已經這種標準事例了?；蛘咧荒茏鳛橐粋€參考事例保存（最后三位不是“000”，而且和其它的不一樣）在事例庫中。 2）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，并且被認為代替這個事例族要比以前的標準事例好，那么這個標準事例就被這個新的事例代替，以前的標準事例作為一個參考事例保存。 3）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族不一致，一個新的事例族將會自動產生，并作為標準事例保存到事例庫中。 4夾具設計中基于事例推理的過程 根據夾具設計的特性，夾具設計的基本信息，例如夾具的名字，零件，生產和設計者等等，必須先輸入。然后，輸入或設計工件的模型。輸入有關工件的細節(jié)信息，建立事例索引碼，然后CBR開始依靠相似尺寸查找相似事例，選出最相似的事例。如果需要的話，事例要滿足通用性設計，再存儲到事例庫中。程序流程圖如圖2所示 圖2 基于事例推理的夾具設計流程圖 5基于事例推理的夾具設計說明 這是一個工件如圖3所示。材料是45鋼，底座，形狀為塊狀，生產批量為中批等。需要設計成一個用來旋轉孔的旋轉夾具。 圖3 需要設計夾具的一個工件 （最大尺寸80mmx49mmx22mm） 工件的特征值，屬性值，事例索引碼和重量在表1中列出。 表1 工件的事例索引碼和重量 特征名稱 特性值 索引碼 重量 夾具類型 車床夾具 1 100 工件形狀 塊狀 9 90 工件材料 中碳鋼 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 輕 5 60 工件剛度 硬度強 1 60 加工內容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三個平面 1 100 夾緊方法 不確定 ？ 90 夾具體 復合 4 80 其他 沒有 0 60 通過查找和計算相似點，最相似的事例的事例索引碼是19325513321402000，細節(jié)信息在表2中列出。 表2 最相似事例的事例索引碼 特征名稱 特性值 索引碼 夾具類型 車床夾具 1 工件形狀 塊狀 9 工件材料 中碳鋼 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 輕 5 工件剛度 硬度強 1 加工內容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三個平面 1 夾緊方法 不確定 ？ 夾具體 復合 4 其他 沒有 0 相似點的計算如下： 所以夾具的相似尺寸值是0.806，這是在事例庫中用于設計的最相似的事例，最相似的事例的結構如圖4所示 圖4 最相似的夾具 當成分替代，修改定位模型和夾緊模型，以及調節(jié)相關尺寸之后，新的夾具被設計出來，圖形如圖6所示 圖5 需要設計的新夾具 因為在事例庫中沒有相似夾具，新夾具被儲存到事例庫中。事例索引碼是19325523311402000。 6 結論 基于事例推理，作為一個問題解決的方法，是一個比模仿人類思想的專業(yè)系統(tǒng)更有效的方法，已經在很多難獲取知識的領域里得到發(fā)展。基于事例推理的優(yōu)點如下：它和人類的思想很相似；一個事例庫通過保存新事例獲得自學能力，它比有慣例庫更快更容易，它可以更好的傳遞和解釋新的知識，這和慣例庫有很大的不同?；谑吕评碇刑岢龅囊粋€夾具設計的框架已經被實行了，使用的是支持基礎數據的VC++，UG電腦繪圖軟件。這個框架也已經和普通成分庫和典型夾具庫結合起來。這個發(fā)展的標準系統(tǒng)，用于航空項目，幫助夾具設計者提高設計效率和重新使用先前的設計資源。 9 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 題目：三用閥右閥筒工藝規(guī)程及夾具設計 二級學院（直屬學部）： 專業(yè)： 班級： 學生姓名： 學號： 指導教師姓名： 職稱： 評閱教師姓名： 職稱： 年 月 摘 要 三用閥右閥筒零件加工工藝設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及切削用量設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量。 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內容是設計一副夾具。 關鍵詞：加工工藝 夾具設計 工藝 工序 切削用量 25 Abstract Three way valve right valve Jane parts processing technology was designed to include parts machining process design, process design and cutting design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design the structure of the blank, and select good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of process dimension calculation, is the key to decide each work order process equipment and cutting parameters. 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 jig. Keywords: processing fixture design process of cutting parameters 目 錄 摘 要 II 目 錄 IV 第1章 序 言 6 第2章??? 零件的分析 7 2.1零件的作用與組成 7 2.2零件的工藝分析 8 第3章??工藝規(guī)程設計 9 3.1 確定毛坯的制造形式 9 3.2 基面的選擇 9 3.3確定工藝線路 9 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 10 3.4.1 機床選用 10 3.4.2 選擇刀具 10 3.4.3 選擇量具 11 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 3.6確定切削用量及基本工時 13 3.6.1 工序Ⅰ 13 3.6.1.1確定粗車左端面的切削用量 13 3.6.2 工序Ⅱ 15 3.6.3 工序Ⅲ 15 3.6.3.1確定半精車左端面的切削用量 15 3.6.3.2確定半精鏜內孔的切削用量 17 3.6.4 工序Ⅶ 18 3.6.5 工序Ⅷ 18 第3章 夾具設計 20 3.1概述 20 3.2方案設計 20 3.3定位基準的選擇 20 3.4切削力和夾緊力的計算 20 3.5 定位誤差分析 21 3.6 導向裝置設計 21 3.7夾具設計及操作說明 22 總 結 23 致 謝 24 參 考 文 獻 25 三用閥右閥簡工藝規(guī)程及夾具設計 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 零件加工工藝及鉆床夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 畢業(yè)設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行了實習之前對所學的各科課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們三年的大學生活中占有重要的地位。 我們這次畢業(yè)設計的任務是設計DZF三用閥，該三用閥主要用于煤礦液壓支柱系統(tǒng)。所以我們對該三用閥的閥筒、彈簧等零件進行了設計和校核，并進行了強度計算。經過查閱資料等多方面行到了綜合訓練，我們具有了初步結構分析與結構設計的綜合能力。 由于三用閥用在液壓系統(tǒng)中，因此也要對其閥筒進行流體力學的強度計算，同時，用在煤礦液壓支柱上，難免要出現一些故障，將在此設計中一一的去解 除和有效的進行維護。以及在裝配過程中要注意的事項。三用閥可以說是個比較精密的零件，所以在加工當中要特別要保證其精度，以防止出現泄露。 就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設計對自己的未來從事的工作進行一次適應性的訓練，希望在設計中能夠鍛煉自己的分析問題的能力、解決問題的能力，為自己今后參加祖國“四化”建設打下堅實的基礎。 由于我們所學的大多數是書面知識與實際運用總有一定的差距，故在本設計中有差錯和不足之處，墾請老師給予批評指正。在此感謝各位老師的指導和幫助，使我能夠順利完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章??? 零件的分析 2.1零件的作用與組成 本產品是液恒阻式單體液壓支柱，DJA、DJB、DFB型金屬配合使用供煤礦工作支護頂板用，用時可供綜合機械廠化采煤工作面端頭支護頂板用， 也適合于綜采端頭支架鉚固點支柱或其他巷道內的一般支護，金屬頂梁與各種類型的單體金屬頂梁與各種類型的單體金屬頊梁單體金屬支柱配合組成金屬支架供煤礦 在水平及緩頃斜回采工作面支護的一種高強度頂梁中使用，三用閥是供液壓系統(tǒng)的零件，相當于一個輪胎的一個閥門。 三用閥包括單項閥、安全閥、卸載閥，安全閥保證支柱具有恒阻特性，當外載壓迫支柱使內部液壓達到額定值后，安全閥啟，支柱溢流并下縮，將液壓降 低后，安全閥關閉。安全閥的開啟與關閉壓力反映了支柱的恒阻特性DZF.00三用閥是DZ礦用單體液壓支柱上的一個主要部件，是支柱的心臟部分，它能完成 支柱升柱，初撐和降柱工作，并能使支柱穩(wěn)定在任一高度上，保持額定工作阻力使之成為恒阻式支柱，它能保證采煤工作面上有一個較安全的工作環(huán)境。 該種用于煤礦井下單體液壓支柱的《具有節(jié)流卸載的三用閥》，屬于機械工程領域。三用閥由進液單向閥、安全閥及卸載閥組成。$由于增設了過濾器， 大大提高了閥的抗污能力，減輕了污物對三用閥本身及單體液壓支柱的磨損，同時過濾器拆裝簡便，便于清洗，可重復使用。此閥具有環(huán)形節(jié)流間隙，使卸載時流經 卸載閥閥墊的工作液沖刷力降低，從而延長了三用閥的使用壽命，同時減輕了卸載時的液壓沖擊，增強了整個系統(tǒng)的安全性。 2.2零件的工藝分析 本次設計是設計三用閥的右閥筒，從零件圖上可以看出，這是個加工難度很大的零件，因為零件所要求的公差范圍很小，為了保證加工時的精度，同時為 了提高生產效率，我們在加工φ27孔時設計了專用的夾具，同時在加工內外圓表面時所要求的精度很高，我要經過粗加工、精加工，甚至半精加工才能保證加工精 度，尤其是內表面φ28H9、φ26.8、φ27.8的溝糟，因為是用在液壓系統(tǒng)中，所以要保證其密封性，還要進行光整加工，表面還要鍍青銅。 當選擇并決定某個零件進行數控加工后，并不等于要把它所有的加工內容都包下來，而可能只是對其中某一部分進行數控加工，因此必須對零件圖紙進行認真的工藝性分析，確定那些是最適合，最需要進行數控加工的內容和工序。在選擇并做出決定時，應結合本單位的實際，立足于解決難題，攻克關鍵和提高生產效率，充分發(fā)揮數控加工的優(yōu)勢，具體選擇時，一般可按下列順序考慮： （1） 通用機床無法加工的內容應作為首先選擇內容 1）由輪廓曲線構成的回轉表面 2）具有微小尺寸要求的結構表面 3）同一表面采用多種設計要求的結構 4）表面間有嚴格幾何關系要求的表面 （2） 通用機床難加工質量難以保證的內容應作為重點選擇內容 1）表面間有樣位置精度要求但在普通機床上無法一次安裝加工的表面 2）表面粗糙度要求很嚴的錐面，曲面，端面等 （3） 通用機床加工效率低，工人手工操作勞動強度大的內容可在數控機床上存在富余能力的基礎上進行選擇，一般不宜選擇采用數控加工 1） 需要通過較長時間占機調整的加工內容 2） 不能在一次安裝中加工完成的其他零星部位，采用數控加很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工。此外，在選擇和決定加工內容時，也要考慮生產批量，現場生產條件，生產周期等情況。 第3章??工藝規(guī)程設計 3.1 確定毛坯的制造形式 零件為鋼制零件，考慮到用在三用閥的液壓系統(tǒng)中，必須要承受很大的沖擊力，而且內表面必須非常的光滑，不準有任何一點的毛刺，所以不緊要求要精磨，還要表面鍍青銅，以便能增加表面光滑性，同時能使零件更好的密封性和耐磨性。因為零件為大批量生產，所以零件的毛坯制造形式選擇鑄造的方法來制造。零件的輪廓尺寸不太大，用這種方法能提高生產率，這樣也能更好的保證其加工精度，從而能提高了經濟效益。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 粗基準的選擇，對像軸承通蓋這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果以外圓的端面做基準，則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。零件圖中給出了以中心軸線為基準，加工時零件繞基準軸線作無軸向移動旋轉一周時，最后選取外圓做為粗基準，利用三爪卡盤卡住這個面做主要定位面。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 3.3確定工藝線路 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是零件的尺寸精度及位置精度等技術要求能夠妥善的得到保證。生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮用萬能性機 床配以專用夾具。并盡量使工序集中來提高生產效率。除此之外，還應當考試經濟效果，以便使生產成本盡量下降，這樣才能提高生產效益。 1、工藝路線方案一： ? 工序Ⅰ：粗車φ36表面、粗車φ42、φ48表面 ????? Ⅱ：精車φ36表面，并車削螺紋M36×1.5×6g ????? Ⅲ：精車φ42外圓表面、精車φ48外表面 ????? Ⅳ：倒角1×45，2×45 ????? Ⅴ：粗車3×φ34、粗車φ36溝糟 ????? Ⅵ：精車3×φ34、精車φ36溝糟，并倒圓角R1、R0.1 ????? Ⅶ：車內角15度，? ????? Ⅷ：鏜內環(huán)φ28、鏜內溝糟φ27，φ29、φ17內表面， ????? Ⅸ：倒角落1×45度內角 Ⅹ：鉆孔φ27 ????? Ⅺ：精磨各個表面，去毛刺 ????? Ⅻ：光整加工，表面鍍青銅 2、工藝路線方案二： 工序 Ⅰ：車內倒角15度角，粗鏜并精鏜φ28內表面 ?Ⅱ： 粗鏜并精鏜φ27的內溝糟 Ⅲ ：粗鏜并精鏜φ29、φ17內表面 Ⅳ ：倒角1×45度角 ?Ⅴ：粗車φ36表面，φ42、φ48外表面 ?Ⅵ：精車φ36、并車削螺紋M36 ?Ⅶ：粗車3×φ34的外溝糟 ?Ⅷ：精車φ36溝糟并倒圓角R1，R0.1 ?Ⅸ：鉆孔φ27 ?Ⅹ：精磨整個表面，去毛刺，達到預期的要求的精度 ?Ⅺ：光整加工，表面鍍青銅。 3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案二的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案一減少了裝夾次數，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。選擇方案一。 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數不多，成批量生產，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140型臥式車床。參考根據《機械制造設計工工藝簡明手冊》表４.２-７。 ②.工序Ⅸ是鉆孔，選用Z5125A搖臂鉆床。 ③.工序Ⅹ是銑4條寬度為15深度為5的槽,這兩個面的要求精度不高,從經濟角度看,采用XA6132。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產率及經濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數。 ③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “軸承通蓋” 零件材料為HT200，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產性質 生產類別 同類零件的年產量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產 5以下 10以下 100以下 小批生產 5~100 10~200 100~500 中批生產 100~300 200~500 500~5000 大批生產 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產 1000以上 5000以上 50000以上 根據所發(fā)的任務書上的數據，該零件的月工序數不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產。 根據生產綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據表3.1-20 各種鑄造方法的經濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 灰鑄鐵 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 10 63 100 160 100 160 250 3 4 5 根據上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為10級的公差數值為3。 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 鑄件毛坯圖 3.6確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度。現根據《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 3.6.1 工序Ⅰ 粗車端面及外圓，倒角為。，已知加工材料為灰鑄鐵，鑄件，有外皮，機床CA6140普通車床，工件用內鉗式卡盤固定。 3.6.1.1確定粗車左端面的切削用量 所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內完成，故 = （3-1） ②.確定進給量 根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表1—30，C620—1機床進給機構允許進給力=3530。 根據表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。 根據《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=+= == （3-8） 3.6.2 工序Ⅱ 掉頭，粗車的端面及外圓，粗車端面 本工序仍為粗車。已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序Ⅳ相同的可轉位車刀。 采用工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=56 3.6.3 工序Ⅲ 半精車外端面及外圓，半精車臺階 3.6.3.1確定半精車左端面的切削用量 所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內完成，故 == ②.確定進給量 根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表1—30，C620—1機床進給機構允許進給力=3530。 根據表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。 根據《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= ⑥.計算基本工時 （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=126+= == 3.6.3.2確定半精鏜內孔的切削用量 所選用的刀具為YG6X硬質合金圓形鏜刀，主偏角為K=45，直徑為16mm的圓形鏜刀，其耐用度為。 ①.確定切削深度 a ②.根據表1.5，當半精鏜鑄料，鏜刀直徑為，a≤，鏜刀伸出長度時，進給量為：。 ③ .確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 V = （3-16） 式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇CA6140機床轉速：n= n =1200=20 實際切削速度為： v = 2.08 ④.確定基本時間 確定半精鏜孔的基本時間50s 3.6.4 工序Ⅶ 掉頭，車槽. 本工序仍半精車。已知條件與工序相同，車端面，可采用工序Ⅳ相同的可轉位車刀。 3.6.5 工序Ⅷ 鉆孔，本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 選用鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數的推存值（根據GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 第3章 夾具設計 3.1概述 在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件正確位置固定不動，這一任務就是由夾具來完成。 對于單件、小批生產，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產成本。但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往比較費時間，并且操作復雜，生產效率低。本零件屬于大量生產，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度， 提高生產效率，設計專用夾具就顯得非常必要。 3.2方案設計 方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案設計的好、壞將直接影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達到設計要求，因此必須慎重考慮。設計方案的擬定必須遵循下列原則：定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。夾具結構盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低。 3.3定位基準的選擇 我們采用已經加工好的內孔及其端面作為定位基準，內孔和端面共限制5個自由度，這樣還有一個旋轉的自由度沒有限制，為了保證空間工件定位準確，我們需要限制6個自由度，因此我們采用一銷來限制旋轉方向的自由度。這樣空間6個自由度就限制完了。 3.4切削力和夾緊力的計算 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》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 3.5 定位誤差分析 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兩銷，孔與銷間隙配合。 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近擋銷的一面，而定位銷的會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。 3.6 導向裝置設計 因為我們所加工的孔是螺紋孔，因此我們需要先鉆螺紋底孔，然后攻絲，且我們是批量生產，因此用固定和可換鉆套難以滿足要求，為了能很好的提高生產效率，我們采用快換鉆套，當我們加工完螺紋底孔后，通過壓緊螺釘迅速取出鉆套，然后開始攻絲，查機床夾具設計手冊知，快換鉆套的結構和具體尺寸如下： 3.7夾具設計及操作說明 如前所述，在設計夾具時，為提高生產率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了壓板壓緊的方式。由于本夾具是對工件進行鉆削加工面，因此工件的主要受力是鉆削力，因為鉆削力是向下的，我們采用的是鉸鏈壓板壓緊，壓緊力也是向下的，鉆削力和壓緊力方向相同，因此更容易保證工件的穩(wěn)定性，我們采用定位銷和擋銷定位，當我們裝上工件好，旋轉工件，使其靠上擋銷工件即定好位置，然后用鉸鏈壓板壓緊，再翻轉鉆模板使其處于水平位置即可開始加工工件，當我們卸下工件時，移開星形手柄然后松開，即可取出工件。 總 結 畢業(yè)設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 畢業(yè)設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；瘜W工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [8] [周永強，高等學校畢業(yè)設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。 [9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2542。 [11] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊［Ｍ］.上?？茖W技術出版社，1984。 [12] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2540。 [15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17