【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，，壓縮包內(nèi)文檔可直接點開預(yù)覽，需要原稿請自助充值下載，請見壓縮包內(nèi)的文件，所見才能所得，下載可得到【資源目錄】下的所有文件哦--有疑問可咨詢QQ:1304139763 或 414951605
第3章 工序11 加工上端面4個M6螺紋夾具設(shè)計
3.1設(shè)計要求
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。工序11 加工上端面4個M6螺紋的專用夾具，本夾具將用于Z525鉆床。
在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。
機床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。
4、連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機床的分類
機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。
按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。
按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率
c、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)“一機多能”
d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本
本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
3.2夾具設(shè)計
3.2.1 定位基準的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。
定位基準選擇Φ50內(nèi)孔及其端面，下方再加一個擋銷，限制旋轉(zhuǎn)自由度。
3.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭 D=5（M6的螺紋底孔是Φ5。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
3.3定位誤差的分析
制造誤差ZZ
（1）中心線對定位件中心線位置精度
. 取.
（2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297）
.故，.
則.
知此方案可行。
3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
圖3.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.4：
表3.4 鉆套
d
H
D
公稱尺寸
允差
11
16
11
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.2 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.5：
表3.5 固定襯套
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
18
+0.034
+0.016
12
10
+0.023
+0.012
0.5
2
鉆模板選用固定式鉆模板，用4個沉頭螺釘和2個錐銷定位于夾具體上。
3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位擋銷定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。此時雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。
7
工學院
課程設(shè)計報告
課程名稱： 制造工藝學課程設(shè)計
指導(dǎo)老師： 聶信天
班 級： 車輛132
姓 名： 龍云浩
學 號： 30313205
學 期： 20 15 —20 16 學年 第 2 學期
南京農(nóng)業(yè)大學工學院教務(wù)處印
工學院課程設(shè)計報告
目 錄
第1章 零件分析 2
1.1 零件作用分析 2
1.2 零件工藝分析 3
第2章 確定毛坯、畫毛坯 4
2.1選擇毛坯種類 4
2.2 確定毛坯尺寸及機械加工余量 5
2.3 繪制毛坯圖 6
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 6
3.1 基面、基準的選擇 4
3.2 制定工藝路線 5
3.2.1加工階段的劃分 5
3.2.2工序的確定 5
3.2.3 工藝路線設(shè)計 6
3.3 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 9
第4章 半精銑下端面工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計 9
4.1 切削用量的確定及校核 10
4.2 工件自由度分析及定位方案的確定 11
4.3 夾緊力的計算 11
4.4 定位誤差分析 12
4.5 操作說明 12
13
項目
內(nèi)容
說明
1. 零件的分析
2. 確定毛坯 畫毛坯
3. 工藝規(guī)程設(shè)計
4.鉆Φ16孔工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計
1.1 零件的作用
題目給出的零件是閥體。閥體的主要作用是在流體系統(tǒng)中，用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置。因此閥體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和流體的運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。如下，圖一是我們的閥體三維圖。
圖一
1.2 零件的工藝分析
由閥體零件圖可知。它的外表面上有4個平面需要進行加工?？紫捣植加谏舷虑昂?個端面。此外上表面還需加工4個螺紋孔。因此可將其分為3組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：
（1）以S=148X46的下底面面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：下底面的銑削加工；其中有表面粗糙度要求為；
（2）以上端面為主要加工平面的加工面。這一組加工表面包括：上端面的銑削加工；4- M6螺紋孔加工，以及一直徑Φ30、主直徑為Φ16的沉頭孔加工，該孔無表面粗糙度要求；
（3）以前后端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：前后端面，有表面粗糙度要求為
（4）Φ50孔，要求與前后端面垂直，無表面粗糙度要求
（5）Φ9孔， 無表面粗糙度要求
（6）Φ11孔，無表面粗糙度要求
2.1選擇毛坯種類
機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質(zhì)量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當考慮一下幾個因素。
（1）材料的工藝性能
材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。
（2）毛坯的尺寸形狀和精度要求
毛坯的尺寸大小和形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復(fù)雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。
（3）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，才能獲得最佳的經(jīng)濟效益。生產(chǎn)綱領(lǐng)大時宜采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產(chǎn)綱領(lǐng)小時，宜采用設(shè)備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。
本閥體零件材料為HT200，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用灰鑄鐵材料，零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，采用機器造型，鑄造公差等級為11級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2.2確定毛坯尺寸及機械加工余量
根據(jù)零件圖估算鍛件的重量 ，包容體重量 ,鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) ,較復(fù)雜，零件材料為灰鑄鐵。 查閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表2-1,2-3.2-5得鍛件機械加工余量及尺寸公差（由于大部分表面加工都需經(jīng)過粗加工和半精加工，因此余量將要放大，這里為了機械加工過程的方便，將外圓表面的總加工余量統(tǒng)一為一個值。
端面毛坯尺寸為
孔的毛坯尺寸為
鑄件的機械加工余量RMA取1.5
零件尺寸（mm）
單面加工余量（mm）
毛坯尺寸（mm）
148
2.4
152.8
106
2.4
110.8
64
2.3
68.6
Φ50
2.2
45.6
Φ11×2
2.2
45.6
Φ9×4
2.2
0
Φ30
2.2
25.6
Φ16
2.2
0
M6×4
2.2
0
2.3 繪制毛坯圖
3.1.1基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
3.1.2粗基準的選擇
選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求：
①粗基準的選擇應(yīng)以不加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。
②若必須首先保證工件的某些重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面做粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。
③若需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面做粗基準。
④應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。
⑤粗基準一般只使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證往閥體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從閥體的零件圖分析可知該零件的加工表面比較多，粗基準可選為兩個，這里選擇該零件的上端面以及中心孔的內(nèi)輪廓面作為粗基準，分別以這兩面為基準對零件進行裝夾定位及加工。
3.1.3精基準的選擇
精基準的選擇原則：
①基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。
②基準統(tǒng)一原則。應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。
③互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復(fù)加工。
④自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準
⑤此外，還應(yīng)選擇工件上精度高、尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。
閥體的精基準選擇時考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準確。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，還應(yīng)該進行尺寸換算。粗基準的選擇，采用零件的中心孔的內(nèi)圓面及上端面作為定位的粗基準，使得零件達到完全定位。而在此基礎(chǔ)上，考慮到基準重合、便于裝夾的問題，則選取下端面與其上的孔作為加工的精基準。
3.2制定工藝路線
3.2.1加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)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
粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。
②半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9～IT10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm。
③精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求。另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度。精加工的加工精度一般為IT6～IT7，表面粗糙度為Ra10～1.25μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。本次閥體加工工藝規(guī)程的設(shè)計中，由于零件加工表面及孔的精度要求并不是很高，因此只需劃分為粗加工、精加工兩個階段即可滿足要求。
3.2.2工序的確定
對個表面的加工要粗、精分開，先粗后精，多次加工，已逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工應(yīng)安排在最后。
為了提高零件的機械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時效處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后，精加工之前。
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用數(shù)控機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。閥體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以上下端面互相定位半精加工。第二個工序是加工定位用的Φ50孔。上下端面加工完成后一直到閥體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。
后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。對于閥體，需要精加工的是孔前后端平面，按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系。
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(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
3.2.3工藝路線設(shè)計
工
序
號
工 序 內(nèi) 容
I
鑄造
II
時效處理
III
以上端面后端面為粗基準，粗-半精銑下端面
IV
以下端面為精基準，粗-半精銑上端面
V
以下端面、上端面為精基準，精鏜Φ50孔
VI
以上端面、下端面、Φ50孔為為精基準，半精銑前后端面
VII
以上端面、前端面、后端面為精基準，鉆4XΦ9孔
VIII
以下端面、底面兩孔、前端面為精基準，精鏜Φ30孔
IX
以下端面、底面兩孔、前端面為精基準，鉆Φ16孔
X
以下端面、底面兩孔、后端面為精基準，鉆2XΦ11孔
XI
以下端面、底面兩孔、后端面為精基準，鉆4-M6螺紋底孔攻絲4-M6
XII
去毛刺
XIII
檢驗入庫
方案一：
方案二：
工
序
號
工 序 內(nèi) 容
I
鑄造
II
時效處理
III
以Φ50孔、前端面為粗基準 粗-半精銑下端面
IV
以下端面為精基準、前后端面為粗基準 鉆4×Φ9孔
V
以下端面、4×Φ9孔為精基準 粗-精鏜Φ50孔
VI
以下端面、4×Φ9孔為精基準 粗-半精銑上端面
VII
以下端面、4×Φ9孔為精基準 粗-半精銑前、后端面
VIII
以下端面、4×Φ9孔為精基準 粗-精鏜Φ30孔
IX
以下端面、4×Φ9孔為精基準 鉆Φ16孔
X
以下端面、4×Φ9孔、后端面為精基準 鉆2×Φ11孔
XI
以下端面、4×Φ9孔、后端面為精基準 鉆4-M6螺紋底孔攻絲4-M6
XII
去毛刺
XIII
檢驗入庫
兩種方案都依照工序集中原則組織工序，優(yōu)點是工藝路線短，減少工件的裝夾次數(shù)，易于保證加工面相互位置精度，使需要的機床數(shù)量少，減少工件工序間的運輸，減少輔助時間和準備終結(jié)的時間，同時產(chǎn)量也較高。
方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工端面再加工孔，而方案二是先加工孔再加工端面，違背了先面后孔的原則，綜合考慮確定具體的加工路線如下:
工
序
號
工 序 內(nèi) 容
I
鑄造
II
時效處理
III
以上端面后端面為粗基準，粗-半精銑下端面
IV
以下端面為精基準，粗-半精銑上端面
V
以下端面、上端面為精基準，精鏜Φ50孔
VI
以上端面、下端面、Φ50孔為為精基準，半精銑前后端面
VII
以上端面、前端面、后端面為精基準，鉆4XΦ9孔
VIII
以下端面、底面兩孔、前端面為精基準，精鏜Φ30孔
IX
以下端面、底面兩孔、前端面為精基準，鉆Φ16孔
X
以下端面、底面兩孔、后端面為精基準，鉆2XΦ11孔
XI
以下端面、底面兩孔、后端面為精基準，鉆4-M6螺紋底孔攻絲4-M6
XII
去毛刺
XIII
檢驗入庫
3.3 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡
4.1切削用量的確定及校核（參考《切削用量簡明手冊》）
加工材料——灰鑄鐵，HT200
工藝要求——2塊寬度a=29mm，長度l=46mm的平面，精度為H12-H13
機床——雙立軸圓工作臺銑床
1.選擇銑刀
硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
2.選擇切削用量
1）銑削深度：
2）每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
3）機床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實際銑削速度： 式（1.2）
進給量： 式（1.3）
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
4）檢驗機床扭矩及功率
根據(jù)表3.23，當σb≥200MPa，ae≤72mm，ap≤4.2mm，z=4，，近似為
Pcc=1.67kW
根據(jù)X51立式銑床說明書，機床主軸允許的功率為PcM=1.95kW
故Pcc
收藏