法蘭零件機械加工工藝及夾具設計【車外圓】

法蘭零件機械加工工藝及夾具設計【車外圓】,車外圓,法蘭,零件,機械,加工,工藝,夾具,設計 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 10 鍛造 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 普通車床 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 10 鍛造毛坯。 壓力機、壓鍛機 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 2013年11月6日 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 30 車 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 普通車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 30 粗車∮192外圓，粗車∮96臺階外圓及左端面。 外圓車刀、端面車刀、游標卡尺 880 221.06 0.5 0.5 1 5.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 40 車 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 普通車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 40 調頭裝夾，粗車∮55外圓及右端面。 外圓車刀、端面車刀、游標卡尺 300 79.13 0.05 5.5 10 11.3 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 50 車 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 50 半精車∮190.5、外圓及倒角至尺寸。 外圓車刀、端面車刀、游標卡尺 310 169.37 0.1 1.3 1 3.2 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 60 車 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 臥式車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 60 車底部寬4.39溝槽。 溝槽車刀、游標卡尺 880 221.06 0.5 0.5 1 5.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 70 車 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 普通車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 70 車深5凹槽至尺寸。 溝槽車刀、游標卡尺 300 79.13 0.05 5.5 10 11.3 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 80 車 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 臥式車床 T6113 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 80 調頭裝夾，粗車、半精車錐孔至尺寸。 內孔車刀、游標卡尺 310 169.37 0.1 1.3 1 3.2 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 90 銑 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 普通銑床 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 90 銑4-∮19.99深15.01，∮13.72至尺寸。 游標卡尺，∮16、∮12銑刀 880 221.06 0.5 0.5 1 5.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 9 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 100 鉆 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 搖臂鉆床 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 100 鉆、絞8-∮22.35直孔至尺寸。 游標卡尺，∮20，∮22鉸刀 880 221.06 0.5 0.5 1 5.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 327flange 產品名稱 零件名稱 327法蘭 共 10 頁 第 10 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工 110 鉆 316 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 搖臂鉆床 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 柴油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 110 鉆、絞4-孔至尺寸。 游標卡尺，1/2英制鉆頭、鉸刀 880 221.06 0.5 0.5 1 5.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 199 2013年11月6日 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 法蘭 零件名稱 法蘭 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 316 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 每 臺 件 數 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 鍛造 鍛造毛坯。 鍛造 壓力機、壓鍛機 20 熱處理 調質處理HB240-285。 熱處理 熱處理爐 布氏硬度計 30 車 粗車∮195外圓，粗車∮96臺階外圓及左端面。 金工 普通車床 外圓車刀、游標卡尺 40 車 調頭裝夾，粗車∮55外圓及右端面。 金工 普通車床 外圓車刀、游標卡尺 50 車 半精車∮190.5、外圓及倒角至尺寸。 金工 普通車床 外圓車刀、游標卡尺 60 車 車底部寬6.39溝槽。 金工 立式銑床 溝槽車刀、游標卡尺 70 車 車深5凹槽至尺寸。 金工 普通車床 溝槽車刀、游標卡尺 80 車 調頭裝夾，粗車、半精車錐孔至尺寸。 金工 普通車床 內孔車刀、游標卡尺 90 銑 銑4-∮19.99深15.01，∮13.72至尺寸。 金工 普通銑床 銑刀、游標卡尺 100 鉆 鉆、絞8-∮22.35直孔至尺寸。 金工 搖臂鉆床 ∮21.75麻花鉆頭、∮22.35機用鉸刀、游標卡尺 110 鉆 鉆、攻4-螺紋孔至尺寸。 金工 搖臂鉆床 Rc鉆頭，絲攻、游標卡尺 120 鉗 去毛刺倒棱角。 裝配 鉗工臺 平板銼、角磨機 130 檢 檢驗。 質檢 塞規(guī)、卡尺、百分表、內徑千分尺、游標卡尺等 140 倉庫 入庫。 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學院畢業(yè)設計（論文） 法蘭機械加工工藝及夾具設計 班 級 專 業(yè) 教 學 系 指導老師 完成時間 年 月 日至 年 月 日 1 摘 要 本次設計的主要內容是法蘭機械加工工藝及夾具設計，法蘭主要是與其它零件配對使用，其主要加工表面及控制位置為外圓和內孔。由零件要求分析可知，保證外圓和內孔尺寸的同時應該盡量保證其同軸度，這對于后工序裝配和總成使用上來說都有重要影響。所以，工序安排時，采取以大外圓粗定位夾緊加工后，對外圓進行車削加工同時成型。因其粗糙度為Ra3.2，可通過粗車、半精車滿足。對于車削內孔時，主要以法蘭的凸臺定位，控制其自由度，以達到加工出來的產品滿足要求并且一致性好的目的。 本文的研究重點在于通過對法蘭的工藝性和力學性能分析，對加工工藝進行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設計高效、省力的夾具以及設計出簡單、實用的數控加工程序，通過實踐驗證，最終加工出合格的法蘭零件。 關鍵詞：法蘭，加工余量，工藝，夾具 I 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. At present, part of the processing of domestic have begun to close to the machine tool, but also need to clamp the workpiece, that is to say, although the technology has been greatly improved but his nature has not changed much, on the flip side, because of his skill and precision is high, so a high quality tool holder of machine tools is an absolute necessity. As everyone knows, because our technology in the unceasing development, technical requirements for processing of the knife is also more and more high, before an ordinary lathe is clamped four tool, and now there is a large number of will not meet the work requirements, therefore, tool holder part can clamp the tool also needs our staff to develop. Krywords:fixture multi-function,Die forging links,Group technology,clipping tight I 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2 零件的分析 5 2.1 零件的作用 5 2.2 零件的工藝分析 5 3 確定毛坯，繪制毛坯圖、零件圖 8 3.1確定毛坯的制造形式及材料 8 3.2機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 4 法蘭工藝規(guī)程設計 10 4.1定位基準的選擇 10 4.2制定工藝路線 10 4.3選擇加工設備及刀、夾、量具 14 4.4 確定切削用量及基本工時 16 4.4.1粗車∮195外圓，粗車∮96臺階外圓及左端面 17 4.4.2調頭裝夾，粗車∮55外圓及右端面 20 4.4.3半精車∮190.5、外圓及倒角至尺寸 20 4.4.4車底部寬6.39溝槽 19 4.4.5車深5凹槽至尺寸 19 4.4.6調頭裝夾，粗車、半精車錐孔至尺寸 20 4.4.7銑4-∮19.99深15.01，∮13.72至尺寸 20 4.4.8鉆、絞8-∮22.35直孔至尺寸 20 4.4.9鉆、攻4-Rc外圓孔至尺寸 20 5 手動編制程序 26 6 車外圓夾具的設計 26 6.1選擇定位基準 27 6.2分析誤差 27 6.3夾具的夾緊力和切削力的計算 28 6.4夾緊元件及動力裝置確定 29 6.5夾具設計及操作的簡要說明 30 結 論 31 致 謝 32 參考文獻 33 I 1 緒論 本文首先對法蘭的零件進行分析，通過對法蘭進行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機械加工余量、基準選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時的計算等相關內容。為了提高勞動生產率，降低勞動強度，保證加工質量，與指導老協商后，覺得用夾具比較合適。 在這次畢業(yè)設計中，根據課題所給的零件圖、技術要求，通過查閱相關資料和書籍，了解和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進行了法蘭的機械加工工藝及夾具設計。整個設計的指導思想“簡便、高效、經濟”。力求生產處符合要求的產品。 2 零件的分析 2.1 夾具的發(fā)展史 題目所給的零件是法蘭，而法蘭一般是盤狀物，上面鉆或銑有直孔或者是外圓孔，其作用是用來與其它部件進行連接的。電機上的法蘭主要有兩類，一個是“法蘭”，一般指電機的端蓋，是用來支撐電機的轉子、安放軸承、有時也起對電機密封〔保護〕的作用。另一個是“小法蘭”，一般是指軸承蓋，用來固定和防護軸承的，而本課題的任務就是“法蘭機械加工工藝及夾具設計”。 2.2 零件的工藝分析 （1）以主視圖為主要加工表面的加工面。 這一組加工表面包括： 8-∮22.35直孔的鉆、絞削加工，4-Rc1/2外圓孔的加工，4-∮19.99深15.01,4-∮13.72直孔的銑削加工，其中8-∮22.35直孔的表面粗糙度要求為，4-∮19.99深15.01孔表面粗糙度要求為，其余加工表面的粗糙度均為。 （2）以剖視圖為主要加工表面的加工面。 這一組加工表面包括： ∮59.99深5凹槽以及寬6.39溝槽的車削加工，∮35.99，∮59.99內孔，錐孔的車削加工。 以下是該法蘭的零件圖。 圖1-1 法蘭零件主視圖 圖1-2 法蘭剖視圖 1 XX學院畢業(yè)設計（論文） 法蘭機械加工工藝及夾具設計 3 確定毛坯，繪制毛坯圖、零件圖 3.1 確定毛坯的制造形式及材料 “法蘭”零件材料采用鍛造。法蘭材料為316，需表面電鍍處理，生產類型為大批量生產，采用鍛造毛坯。 由于零件尺寸不大，結構比較復雜，因此我們采用鍛造的形式，從而提高勞動生產率，降低成本。 3.2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3.2.1 外圓的加工余量 根據工序要求，法蘭的外圓的加工分粗、半精車加工。各工步余量如下： 粗車：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-23。其余量值規(guī)定為2.1~6.5mm，現取2.5mm。 表7-27粗車時厚度偏差取-0.28mm。 半精車：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-24。其余量值規(guī)定為0.8~1.0mm，現取1mm。 毛坯的基本尺寸為49.9+2.5+2.5=55mm。 根據《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鍛件尺寸公差等級選用CT7級，可得毛坯尺寸公差為1.6mm。 毛坯的名義尺寸為：∮49.9+2.5+2.5=∮55mm 毛坯最小尺寸為：∮55-0.8=54.2mm 毛坯最大尺寸為：∮55+0.8=∮55.8mm 粗車后最大尺寸為：∮55.8-1-1=∮53.8mm 粗車后最小尺寸為：∮54.2-1-1=∮52.2mm 半精車后尺寸與零件圖尺寸相同，即∮49.9mm。 3.2.2、∮35.99內孔的加工余量 根據工序要求，該孔的加工分為粗車、半精車兩個工序完成，各工序余量如下： 粗車：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為2.0mm; 精車：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為0.3mm。 毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為φ35.99-2-1-0.3=φ32.6； 根據《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鍛件尺寸公差等級選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.1mm。 毛坯名義尺寸為φ35.99-2-1-0.3=φ32.6； 毛坯最大尺寸為φ32.6+0.55=φ33.15； 毛坯最小尺寸為φ32.6-0.55=φ32.05； 粗車工序尺寸為φ37； 精車后尺寸與零件圖尺寸相同，即∮35.99； 3.2.3、兩端面的加工余量 根據工序要求，兩端面的加工只要粗車一個工序完成，各工序余量如下： 粗車：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為2.5mm； 毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為59.38+2.5+2.5=65mm； 根據《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，316尺寸公差等級選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.1mm。 毛坯名義尺寸為59.38+2.5+2.565mm； 毛坯最大尺寸為65mm+0.55=65.55mm； 毛坯最小尺寸為65mm-0.55=64.45mm； 粗車后工序尺寸為59.38mm； 4 工藝規(guī)程設計 4.1 定位基準的選擇 4.1.1、粗基準的選擇： 粗基準選擇應當滿足以下要求： A、保證各重要支承孔的加工余量均勻； B、保證法蘭的內壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇法蘭的主要面作為定位基準。即以法蘭的外圓作為粗基準來限制工件的四個自由度，再以另一個面作為定位基準來限制第五個自由度。這樣就能夠很好地保證工件的定位，從而達到了加工各個工序的目的。 4.1.2、精基準的選擇： 從保證法蘭孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證法蘭零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。 從法蘭零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承面平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。 至于法蘭兩端面，雖然它是法蘭箱體的裝配基準，但因為它與法蘭箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 4.2 制定工藝路線 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。法蘭體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。 具體安排是先以外圓作為定位基準來加工法蘭的外圓及端面，然后已經車削好的外圓面為基準來加工主視圖上面的各個孔位。由于外圓面加工完成后一直到法蘭體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。 后續(xù)工序安排應當遵循先面后孔的原則。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據以上分析過程，現初步擬定法蘭加工工藝路線如下； 方案一： 10 鍛造毛坯。 20熱處理 調質處理HB240-285。 30 粗車∮190.5外圓，粗車∮96臺階外圓及左端面。 40 調頭裝夾，粗車∮55外圓及右端面。 50 半精車∮190.5、外圓及倒角至尺寸。 60 車底部寬6.39溝槽。 70 車深5凹槽至尺寸。 80 調頭裝夾，粗車、半精車錐孔至尺寸。 90 銑4-∮19.99深15.01，∮13.72至尺寸。 100鉆、絞8-∮22.35直孔至尺寸。 110 鉆、攻4-外圓孔至尺寸。 120去毛刺倒棱角。 130檢驗。 140倉庫。 方案二： 10 鍛造毛坯。 20熱處理 調質處理HB240-285。 30 粗車∮195外圓，粗車∮96臺階外圓及左端面。 40 銑4-∮19.99深15.01，∮13.72至尺寸。 50 鉆、攻4-外圓孔至尺寸。 60鉆、絞8-∮22.35直孔至尺寸。 70 調頭裝夾，粗車∮55外圓及右端面。 80 半精車∮190.5、外圓及倒角至尺寸。 90 車底部寬6.39溝槽。 100 車深5凹槽至尺寸。 110 調頭裝夾，粗車、半精車錐孔至尺寸。 120去毛刺倒棱角。 130檢驗。 140倉庫。 方案三： 10 鍛造毛坯。 20熱處理 調質處理HB240-285。 30 粗車∮195外圓，粗車∮96臺階外圓及左端面。 40 調頭裝夾，粗車∮55外圓及右端面。 50 鉆、攻4-外圓孔至尺寸。 60鉆、絞8-∮22.35直孔至尺寸。 70 銑4-∮19.99深15.01，∮13.72至尺寸。 80 半精車∮190.5、外圓及倒角至尺寸。 90 車底部寬6.39溝槽。 100 車深5凹槽至尺寸。 110 調頭裝夾，粗車、半精車錐孔至尺寸。 120去毛刺倒棱角。 130檢驗。 140倉庫。 其中，方案二的工藝路線雖能方便工人安裝加工，但在裝夾加工過程中會對零件已加工好表面造成破壞，造成零件損失；方案三，能加工出所要的零件，但加工時對零件的裝夾和拆卸較頻繁，時間耽擱較長，生產率下降；所以，綜合選定，方案一可用。 4.3 選擇加工設備及刀、夾、量具 由圖樣分析，該圖樣需要車削外圓，在這里我們在車輪廓時選用外圓車刀。而車削加工時我們可以選擇內孔車刀，量具可選用0--150mm為75-100mm的測量游標卡尺，外徑千分尺，游標深度卡尺等。 4.4 確定切削用量及基本工時 4.4.1粗車∮195外圓，粗車∮96臺階外圓及左端面 1） 確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.3mm可在一次走刀內完成，故 2）確定進給量。根據查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時 按CA6140車床說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗。 根據CA6140車床說明書，其進給機構允許的進給力。 當鋼的強度，，，，（預計）時，進給力為。 切削時的修正系數為，，故實際進給力為 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故選的進給量可用。 3）確定切削速度 當用硬質合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據查《切削用量簡明手冊》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因為車刀的材料為硬質合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進給量 根據《切削用量簡明手冊》表1.27與1.28中公式計算：=8.88m/min； 根據一下公式，可得： = 4.4.2調頭裝夾，粗車∮55外圓及右端面 本工序為車∮55外圓及右端面的工序，我們選擇機床：普通車床 CA6140，功率P=13kw； 刀具：選用高速鋼外圓車刀， 查 《機械制造工藝設計簡明手冊》3.1—39，刀具數據如下：d=16 1)車削進寬度的選擇 根據實際工況，我們通過《機械制造工藝設計簡明手冊》3.1—27可知 1—2 這里取1.5 2)選擇進給量 經過查表可知：0.23 3)選擇車削的速度 經查表可知 所以： 4)計算切削時間 查《機械制造工藝、金屬切削機床設計指導》表1.4—15 可知： 所以， 5)計算車削力 根據實際工況，我們通過《機械制造工藝設計簡明手冊》有 ： 式中： 所以， 6)校核機床功率 查《切削用量簡明手冊》表3.28有 所以，機床的功率足夠； 4.4.3半精車∮190.5、外圓及倒角至尺寸 已知加工材料為316，鍛件，有外皮，機床為CA6140型普通車床，工件裝卡在專用車床夾具中。 1）確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.75mm可在一次走刀內完成，故 2）確定進給量。根據查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時 按CA6140車床說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗。 根據CA6140車床說明書，其進給機構允許的進給力。 當鋼的強度，，，，（預計）時，進給力為。 切削時的修正系數為，，故實際進給力為 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故選的進給量可用。 3）確定切削速度 當用硬質合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據查《切削用量簡明手冊》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因為車刀的材料為硬質合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進給量 根據《切削用量簡明手冊》表1.27與1.28中公式計算： =8.88m/min； 根據一下公式，可得： = 4.4.4 車底部寬6.39溝槽 （1）、車削寬度的選擇 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表3.1—27有 半精銑— 這里取 （2）、車削每齒給量的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—28有 （3）、車削深度的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—29有 （4）、車削速度的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—30有 所以： （5） 計算切削時間 查《機械制造工藝、金屬切削機床設計指導》表1.4—15 可知： 所以， （6）計算車削力 查《機械制造工藝設計手冊》表3—25有 ： 式中： 所以， 4.4.5車深5凹槽至尺寸 機床：CA6140普通車床 刀具：溝槽車刀 切削深度： 進給量：根據實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：由《實用機械工藝簡明手冊中》，可以知道4-66，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 即 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數： 機動時間： 4.4.6調頭裝夾，粗車、半精車錐孔至尺寸 切削深度=2mm，毛坯孔徑。 進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》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： 工作臺每分鐘進給量： 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： 機動時間，由式（1.5）有： 4.4.7銑4-∮19.99深15.01，∮13.72至尺寸 切削深度：,進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》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： 工作臺每分鐘進給量，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： 機動時間，由式（1.5）有： 切削深度： 進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》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： 工作臺每分鐘進給量，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： 機動時間，由式（1.5）有： 4.4.8鉆、絞8-∮22.35直孔至尺寸 工件材料為316不銹鋼,孔的直徑為22.35mm，表面粗糙度12.5。加工機床為Z3050，加工工序為鉆，加工刀具為：鉆孔——Φ20mm。 確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[7]表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查Z3050機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7]表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 4.4.9鉆、攻4-外圓孔至尺寸 本工序為鉆、攻法蘭主視圖面外圓孔，根據實際工況，我們選擇機床：搖臂鉆床，刀具我們選擇麻花鉆。 （1）鉆底孔∮6.8孔 查《機械制造工藝設計手冊》表，我們知道， 切削深度：； 進給量：根據《實用機械工藝簡明手冊中》表2.4-39，?。? 切削速度：參照《實用機械工藝簡明手冊中》表2.4-41，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 根據《切削用量簡明手冊》可知，有一下公式： 機動時間： （2）攻Rc1/2外圓孔 查《機械制造工藝設計手冊》表，我們知道， 切削深度： 進給量：根據《實用機械工藝簡明手冊中》表2.4-52，擴通孔取 切削速度：參照《實用機械工藝簡明手冊中》表2.4-53，取 機床主軸轉速： 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 根據《切削用量簡明手冊》可知，有一下公式： 機動時間： 查《機械制造工藝設計手冊》表3—42有 所以 1計算切削深度 4)鉆削扭矩的計算 查《機械制造工藝設計手冊》表3—36有 式中 所以 5)計算軸向力 查《機械制造工藝設計手冊》表3—36有 軸向力 式中 所以， 因零件材料為HB=150，查《機械制造工藝設計手冊》表3—36有 所以，實際的切削扭矩和軸向力分別為： 6)計算切削功率 因為 查《機械制造工藝設計手冊》表3—36有 。 所以，機床功率足夠。 5 手動編制程序 根據零件可知，手動編制的程序是有中間170MM表面光潔度為1.6位置處。 粗車∮195外圓，粗車∮96臺階外圓及左端面 O0100 N1 G92 X50 Z120 （設立坐標系，定義對刀點的位置） N2 M03 S650 （主軸以650r/min 旋轉） N3 G00 X29.2 Z101.5 （到外圓起點，升速段 1.5mm，吃刀深 0.8mm） N4 G32 Z19 F1.5 （切削外圓到外圓切削終點，降速段 1mm） N5 G00 X40 （X 軸方向快退） N6 Z101.5 （Z 軸方向快退到外圓起點處） N7 X28.6 （X 軸方向快進到外圓起點處，吃刀深 0.6mm） N8 G32 Z19 F1.5 （切削外圓到外圓切削終點） N9 G00 X40 （X 軸方向快退） N10 Z101.5 （Z 軸方向快退到外圓起點處） N11 X28.2 （X 軸方向快進到外圓起點處，吃刀深 0.4mm） N12 G32 Z19 F1.5 （切削外圓到外圓切削終點） N13 G00 X40 （X 軸方向快退） N14 Z101.5 （Z 軸方向快退到外圓起點處） N15 U-11.96 （X 軸方向快進到外圓起點處，吃刀深 0.16mm） N16 G32 W-82.5 F1.5 （切削外圓到外圓切削終點） N17 G00 X40 （X 軸方向快退） N18 X50 Z120 （回對刀點） N19 M05 (主軸停) N20 M30 （主程序結束并復位） 調頭裝夾，粗車∮55外圓及右端面。 O0400 N1 T0101 （換一號刀，確定其坐標系） N2 G00 X80 Z100 （到程序起點或換刀點位置） M03 S400 （主軸以 400r/min 正轉） N3 G00 X42 Z3 （到循環(huán)起點位置） N4G71U1R1P8Q19E0.3F100 （有凹槽粗切循環(huán)加工） N5 G00 X80 Z100 （粗加工后，到換刀點位置） N6 T0202 （換二號刀，確定其坐標系） N7 G00 G42 X42 Z3 （二號刀加入刀尖園弧半徑補償） N8 G00 X10 （精加工輪廓開始，到倒角延長線處） N9 G01 X20 Z-2 F80 (精加工菱角槽) N10 Z-8 （精加工Φ55 外圓） N11 G02 X28 Z-12 R2 （精加工 R2 圓?。? N12 G01 Z-17 （精加工Φ55外圓） N13 U-10 W-5 （精加工下切錐） N14 W-8 （精加工Φ133 外圓槽） N17 G02 X30.66 W-14 R2 N19 X40 （精加工輪廓結束） N20 G00 G40 X80 Z100 N21 M30 銑4-∮19.99深15.01，∮13.72至尺寸 O0400 N10 G0G90G54X0.Y-9.A0.S1200M3 N20 G43H1Z50. N30Z10. N10 T0202 換φ20mm鉆頭 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N30 M03 S600 N40 Z20 M08 N50 G98 G81 X25 Y30 Z-20 R10 F60 銑4-孔的第一個孔 N60 X-25 Y30 銑4個孔的第二個孔 N70 G00 Z100 M09 N80 T00303 銑4個孔的第三個孔 N90 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 銑4個孔的第四個孔 N100 T00303 N110 M03 S60 N120 Z20 M08 N130 G98 G81 X25Y30 Z-24 F20 N140 G00 Z100 M09 N150 M05 N160 M30 6 車外圓夾具的設計 本夾具主要用來車外圓的工序，這些孔表面粗糙度要求分別為Ra。并作為左右端面垂直度的基準，其質量直接影響左右端面的精度。因此在本道工序加工時主要應考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 6.1 定位基準的選擇 由零件圖可知和內孔分別在同一軸線上，由于在車孔之前外圓已經進行了車削加工，所以選擇外圓表面作為定位基準面，并且以已經車削出的外圓面同樣作為定位基準來對工件進行定位，限制工件的自由度，這樣工件就別限制了自由度，從而達到了定位的目的。 6.2 定位誤差分析 工件的工序基準為兩外圓表面定位，本夾具是用來在普通車床上加工，所以工件上孔與夾具上的移動壓板保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與壓板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 ； 本工序采用兩個移動壓板，一個V型塊定位，工件始終靠近定位軸的一面，而定位軸的偏角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，工件不在在定位軸正上方，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。 取（中等級）即 ：尺寸偏差為 由[16]《機床夾具設計手冊》可得： 1 、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當時；側面定位支承釘離底平面距離為，側面高度為；且滿足；則： 2 、夾緊誤差 ，由式（2.11）有：： 其中接觸變形位移值： 式（2.16） ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 6.3 切削力及夾緊力的計算 由于兩種大小的孔切削力各不相同，因此選擇最大孔的切削力為標準。 車刀材料：（硬質合金車刀） 刀具的幾何參數： 由參考《實用機械工藝簡明手冊中》查表可得： 圓周切削分力公式： 式（3.1） 式中 式（3.2） 查表得： 取 由表可得參數： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3） 式中參數： 即： 軸向切削分力公式 ： 式（3.4） 式中參數： 即： 根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： 式（3.5） 安全系數K可按下式計算： 式（3.6） 式中：為各種因素的安全系數，見《簡明機床夾具設計手冊》表，可得： 所以，由式（3.5）有： 6.4 車套與襯套的設計 根據工藝要求此車孔夾具為外圓，所以本次采用的車套為60×90，車套用襯套選用60×80。 選用車套如圖所示: 圖4-2 車套 其結構參數如下表： 表4-1 車套基本結構參數 d H D 公稱尺寸 允差 60 45 75 -0.012 -0.027 90 85 18 2．5 40 40 3 襯套選用車套用襯套其結構如圖所示： 圖4-3 襯套 其機構參數如下表： 表4-2 鉆套結構參數 d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 75 +0.022 0 45 85 +0.039 +0.020 3 1 6.5 夾緊元件及動力裝置的確定 根據設計要求保證夾具一定的先進性且夾緊力并不是很大，所以采用三爪卡盤通過過渡盤夾緊法蘭零件。工件在夾具體上安裝后，通過圓柱定位銷定位，整個車外圓夾具大致圖如下： 圖4-4 法蘭車外圓夾具 5.6 夾具設計及操作的簡要說明 車外圓的夾具，裝卸工件時，通過敲出圓柱定位銷，將工件從夾具體里面取出來，當要裝進工件時，將圓柱銷敲進夾具體里面，再把螺母鎖定，這樣就限制住了工件的自由度，能夠進行車外圓加工了。 圖4-5 車外圓夾具裝配圖 結 論 這段時間以來，通過查閱各種需要用到的資料，和以往老師們傳授的知識，通過日以繼夜的計算和繪圖，到如今論文總算完成了，心里充滿了各種感想。覺得做一門學問，真的不容易，需要花費很多的時間和精力在上面，只有這樣，才能做得更好，才能使論文得到大家都認可。做到這里，論文總算完成了，我覺得做一個零件的夾具設計，首先需要了解這個零件的作用以及使用場合，然后就是它的加工工藝，根據它最重要的加工工藝位置來做相對應的夾具，這樣就很容易找到做夾具的切入點，通過定位基準，精基準的選擇，從而設計出合理的有效的工裝夾具，這樣也便于實際生產。 致 謝 時間過得真快，轉眼就要到了畢業(yè)的時候了，心里感概很多，在論文完成之際，我要向我的導師表示由衷的感謝！感謝您這四年對我們的諄諄教導，您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成?？齐A段的學業(yè)同時，也學到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標。知道自己想要什么，知道以后的人生目標是什么，通過這幾年的學習，讓我知道了我們親愛的導師嚴謹求實的治學態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學術作風，認真加負責，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達開朗的寬廣胸懷，平易近人。經過近半年努力的設計與計算，通過查找了各類的夾具，編程手冊論文終于可以完成了，我感到很開心，也很激動，因為這是我知識的積累。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學三年來對所學知識的應用和體現。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的知識。 參考文獻 [1] 王少軍．機械制造工藝學（M）．北京：機械工業(yè)出版社，2006 35~ [2] 壽主編．機床夾具設計．北京：機械工業(yè)出版社，1983 86~97 [3] 王笑天．金屬材料學（M）．北京：機械工業(yè)出版社，1987 22~36 [4] 邱中懷．技術，應用與開發(fā)EM）．北京：機械工業(yè)出版社，2002 33~65 [5] 張華． 機械原理(M)．北京：高等教育出版社，1999：40~55 [6] 東北重型機械學院，洛陽工學院，第一汽車制造廠職工大學機床夾具設計手冊（M）上海：上?？茖W技術出版社，1988：103~121 [7] 楊立峰． 黑客入侵網頁攻防修煉，電子工業(yè)出版社，2008：56~74 [8] 王平鴻．機器維修工程學（M）．北京：農業(yè)出版社，1990：19~39 [9] 張耀鵝．加工技術實用手冊（M）．北京：冶金工業(yè)出版社，2007：120~146 [10] 李民．國內外焊絲簡明手冊．北京：兵器工業(yè)出版社，1992：36~58 [11] 李伊敏。和辯工藝設計工作的要求。機械工業(yè)出版社，1993：36~58 [12] 姚晨。實際加工工藝設計手冊。航空工業(yè)出版社，1999; 120~146 [13] Yon-chun Chou, R. A. Srinivas. Automatic design of machining fixture conceptual design [J]. Int J Adv Manuf Technol (1994) 9:3-12. [14] J. Cecil. A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design [J]. Int J Adv Manuf Technol (2001) 18:784–789. 27