畢業(yè)設計（論文）-箱體零件加工工藝規(guī)程及專用夾具設計

寧XX大學畢業(yè)設計(論文)箱體機械加工工藝及工裝夾具設計所在學院專業(yè)班級姓名學號指導老師年月日摘要本設計是基于箱體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。箱體零件的主要加工外表是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原那么。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。基準選擇以箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準，以頂面與兩個工藝孔作為精基準。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標法鏜孔。整個加工過程均選用組合機床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多項選擇用氣動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設計要求。關鍵詞：箱體類零件；工藝；夾具；全套圖紙，加153893706ABSTRACTThedesignisbasedonthebodypartsoftheprocessingorderoftheprocessesandsomespecialfixturedesign.Bodypartsofthemainplaneofthesurfaceandporesystem.Ingeneral,theplaneguaranteeprocessingprecisionthanthatofholesmachiningprecisioneasy.Therefore,thisdesignfollowsthesurfaceafterthefirstholeprinciple.Planewithholesandtheprocessingclearlydividedintoroughingandfinishingstagesofholestoensuremachiningaccuracy.Datumselectionboxinputshaftandtheoutputshaftofthesupportingholeasaroughbenchmark,withtopwithtwoholesasaprecisiontechnologyreference.Mainprocessesarrangementstosupportholesforpositioningandprocessingthetopplane,andthenthetopplaneandthesupportingholelocationholeprocessingtechnology.Inadditiontothefollow-upprocessesindividualprocessesaremadeofthetopplaneandtechnologicalholelocationholeandplaneprocessing.Supportedholeprocessingusingthemethodofcoordinateboring.Thewholeprocessofprocessingmachinecombinationswereselected.Selectionofspecialfixturefixture,clampingmeansmorechoiceofpneumaticclamping,clampingreliable,institutionscannotbelocked,sotheproductionefficiencyishigh,suitableforlargebatch,lineprocessing,canmeetthedesignrequirements.Keywords:boxtypepartsprocess;fixture;目錄TOC\o"1-3"\u摘要 IIABSTRACT III第1章緒論 11.1機械加工工藝概述 1機械加工工藝流程 1夾具概述 2機床夾具的功能 2機床夾具的開展趨勢 3機床夾具的現(xiàn)狀 3現(xiàn)代機床夾具的開展方向 3第2章加工工藝規(guī)程設計 52.1零件的分析 52.1.1零件的作用 52.1.2零件的工藝分析 52.2箱體加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 52.2.1孔和平面的加工順序 52.2.2孔系加工方案選擇 62.3箱體加工定位基準的選擇 62.3.1粗基準的選擇 62.3.2精基準的選擇 72.4箱體加工主要工序安排 72.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確實定 10確定切削用量及根本工時〔機動時間〕[3] 112.7時間定額計算及生產(chǎn)安排 18第3章鏜軸承孔夾具設計 243.1研究原始質(zhì)料 243.2定位、夾緊方案的選擇 24切削力及夾緊力的計算 243.4誤差分析與計算 26夾緊裝置的選用 263.6夾具設計及操作的簡要說明 27第4章銑側面夾具設計 284.1指出存在的問題 284.2夾具設計 28夾具體設計 284.2.2定位基準的選擇 284.2.3定位方案和元件設計 294.2.4定位誤差的計算 294.2.5夾緊力計算 304.2.6夾緊機構的設計 324.2.7定向鍵與對刀裝置設計 33確定夾具體結構尺寸和總體結構 354.2.9夾具設計及操作的簡要說明 36第5章鉆側面孔夾具設計 385.1研究原始質(zhì)料 385.2定位、夾緊方案的選擇 38切削力及夾緊力的計算 385.4誤差分析與計算 405.5夾具設計及操作的簡要說明 416結論與展望 43結論 43缺乏之處及未來展望 43致謝 44參考文獻 45第1章緒論1.1機械加工工藝概述機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和外表質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比方一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。機械加工工藝就是在流程的根底上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比方，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數(shù)據(jù)了，比方粗糙度要到達多少，公差要到達多少。技術人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比擬有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣?？偟膩碚f，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗工程及檢驗方法、切削用量、時間定額等。制訂工藝規(guī)程的步驟1)計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。2)分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。3)選擇毛坯。4)擬訂工藝路線。5)確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。6)確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。7)確定切削用量及工時定額。8)確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。9)填寫工藝文件。在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造本錢等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作?！肮び破涫?，必先利其器。〞工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的開展。但工具〔含夾具、刀具、量具與輔具等〕在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品本錢都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1．機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊?！?〕定位確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求?！?〕夾緊工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，假設不將工件固定，那么工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了平安、可靠的加工條件。2．機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向?！?〕對刀調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置?！?〕導向如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具〔鏜?！骋簿哂袑蚬δ堋?.5機床夾具的開展趨勢隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具開展成為門類齊全的工藝裝備。機床夾具的現(xiàn)狀國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計說明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場劇烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床〔NC〕、加工中心〔MC〕、成組技術〔GT〕、柔性制造系統(tǒng)〔FMS〕等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1〕能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)本錢。2〕能裝夾一組具有相似性特征的工件。3〕適用于精密加工的高精度機床夾具。4〕適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。5〕采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。6〕提高機床夾具的標準化程度?，F(xiàn)代機床夾具的開展方向現(xiàn)代機床夾具的開展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。精密化隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μμm。高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的根本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在〔試驗〕轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。柔性化機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具開展的主要方向。標準化機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的根底上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總本錢。第2章加工工藝規(guī)程設計2.1零件的分析2.1.1零件的作用題目給出的零件是箱體。箱體的主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。主要是實現(xiàn)變速，改變運動速度。2.1.2零件的工藝分析由箱體零件圖可知。箱體是一個簿壁殼體零件，它的外外表上有五個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各外表上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工外表。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：〔1〕以頂面為主要加工外表的加工面。這一組加工外表包括：頂面的銑削加工；螺孔加工其中頂面有外表粗糙度要求為，〔2〕以、的支承孔為主要加工外表的加工面。這一組加工外表包括：；前后端面；、螺孔的孔。〔3〕以、的支承孔為主要加工外表的加工面。這一組加工外表包括：；前后端面；、螺孔的孔?！?〕以底面為主要加工平面的加工面。2.2箱體加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施由以上分析可知。該箱體零件的主要加工外表是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于箱體來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。2.2.1孔和平面的加工順序箱體類零件的加工應遵循先面后孔的原那么：即先加工箱體上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。箱體的加工自然應遵循這個原那么。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件外表的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。箱體零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原那么，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。2.2.2孔系加工方案選擇箱體孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格最底的機床。根據(jù)箱體零件圖所示的箱體的精度要求和生產(chǎn)率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜?！?〕用鏜模法鏜孔在大批量生產(chǎn)中，箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結構復雜、制造難度大、本錢較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制?！?〕用坐標法鏜孔在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)本錢高，生產(chǎn)周期長，不大能適應這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。用坐標法鏜孔，需要將箱體孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。2.3箱體加工定位基準的選擇2.3.1粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：〔1〕保證各重要支承孔的加工余量均勻；〔2〕保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。2.3.2精基準的選擇從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。精基準的選擇應能保證箱體在整個加工過程中根本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔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，那么可以滿足整個加工過程中根本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是箱體的裝配基準，但因為它與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。2.4箱體加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。箱體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到箱體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原那么。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于箱體，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原那么亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。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。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將箱體加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 毛坯鑄造 砂型鑄造20 時效 時效處理30 粗銑 粗銑底平面40 精銑 精銑底平面50 粗銑 粗銑頂平面60 精銑 精銑頂平面70 鉆孔 鉆底平面4XΦ8孔80 粗銑 精銑Φ55端面(A-A視圖)90 精銑 精銑Φ55端面(A-A視圖)100 粗銑 粗銑Φ65端面110 精銑 精銑Φ65端面120 粗銑 粗銑Φ70端面130 精銑 精銑Φ70端面140 粗銑 粗銑Φ55端面150 精銑 精銑Φ55端面160 粗鏜 粗鏜Φ40，Φ30孔170 精鏜 精鏜Φ40，Φ30孔180 粗鏜 粗鏜Φ45，Φ32孔190 精鏜 精鏜Φ45，Φ32孔200 鉆孔攻絲 鉆C向面各個螺紋孔并攻絲210 鉆孔攻絲 鉆頂平面4-M6孔220 檢驗 檢查各部尺寸及精度230 入庫 入庫工藝路線二：10 毛坯鑄造 砂型鑄造20 時效 時效處理30 粗銑 粗銑底平面40 精銑 精銑底平面50 粗銑 粗銑頂平面60 精銑 精銑頂平面70 粗銑 精銑Φ55端面(A-A視圖)80 精銑 精銑Φ55端面(A-A視圖)90 粗銑 粗銑Φ65端面100 精銑 精銑Φ65端面110 粗銑 粗銑Φ70端面120 精銑 精銑Φ70端面130 粗銑 粗銑Φ55端面140 精銑 精銑Φ55端面150 粗鏜 粗鏜Φ40，Φ30孔160 精鏜 精鏜Φ40，Φ30孔170 粗鏜 粗鏜Φ45，Φ32孔180 精鏜 精鏜Φ45，Φ32孔190 鉆孔 鉆底平面4XΦ8孔200 鉆孔攻絲 鉆C向面各個螺紋孔并攻絲210 鉆孔攻絲 鉆頂平面4-M6孔220 檢驗 檢查各部尺寸及精度230 入庫 入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，方案二把底面的鉆孔工序調(diào)整到后面了，這樣導致銑削加工定位基準缺乏，特別鏜孔工序。以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：工藝路線一：10 毛坯鑄造 砂型鑄造20 時效 時效處理30 粗銑 粗銑底平面40 精銑 精銑底平面50 粗銑 粗銑頂平面60 精銑 精銑頂平面70 鉆孔 鉆底平面4XΦ8孔80 粗銑 精銑Φ55端面(A-A視圖)90 精銑 精銑Φ55端面(A-A視圖)100 粗銑 粗銑Φ65端面110 精銑 精銑Φ65端面120 粗銑 粗銑Φ70端面130 精銑 精銑Φ70端面140 粗銑 粗銑Φ55端面150 精銑 精銑Φ55端面160 粗鏜 粗鏜Φ40，Φ30孔170 精鏜 精鏜Φ40，Φ30孔180 粗鏜 粗鏜Φ45，Φ32孔190 精鏜 精鏜Φ45，Φ32孔200 鉆孔攻絲 鉆C向面各個螺紋孔并攻絲210 鉆孔攻絲 鉆頂平面4-M6孔220 檢驗 檢查各部尺寸及精度230 入庫 入庫2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確實定“箱體〞零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯?！?〕頂面的加工余量。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照?機械加工工藝手冊第1卷?表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取精銑：參照?機械加工工藝手冊?表2.3.〔4〕前后端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照?機械加工工藝手冊第1卷?表3.2.23，其加工余量規(guī)定為半精銑：參照?機械加工工藝手冊第1卷?，其加工余量值取為。精銑：參照?機械加工工藝手冊?，其加工余量取為。〔5〕前后端面毛坯為實心，不沖孔。參照?機械加工工藝手冊?表2.3.71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：〔6〕前后端面支承孔。根據(jù)工序要求，前后端面支承孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個工序完成，各工序余量如下：〔8〕兩側面螺孔加工余量毛坯為實心，不沖孔。2.6確定切削用量及根本工時〔機動時間〕[3]工序30、40：粗、精銑粗銑底平面機床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀〔面銑刀〕齒數(shù)[10]〔1〕粗銑銑削深度：每齒進給量：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4.73，取銑削速度：參照?機械加工工藝手冊?表2.4.81，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4.81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：〔2〕精銑銑削深度：每齒進給量：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4.73，取銑削速度：參照?機械加工工藝手冊?表2.4.81，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：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：本工序機動時間工序50、60：精銑頂平面機床：組合銑床刀具：硬質(zhì)合金端銑刀〔面銑刀〕齒數(shù)銑削深度：每齒進給量：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表，取銑削速度：參照?機械加工工藝手冊?表，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：刀具切入長度：精銑時由工序5可知：走刀次數(shù)為1機動時間：工序70：底平面4XΦ8孔機床：組合鉆床刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀〔1〕鉆底面底平面4XΦ8孔切削深度：進給量：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4.切削速度：參照?機械加工工藝手冊?表2.4.機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間：工序80、90：粗銑精銑Φ55端面(A-A視圖)機床：組合銑床刀具：硬質(zhì)合金端銑刀〔面銑刀〕齒數(shù)銑削深度：每齒進給量：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4.73，取銑削速度：參照?機械加工工藝手冊?表2.4.81，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4.81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工序4：粗銑Φ65端面機床：組合銑床刀具：硬質(zhì)合金端銑刀YG8，硬質(zhì)合金立銑刀YT15〔1〕粗銑兩側面銑刀直徑，齒數(shù)銑削深度：每齒進給量：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4.73，取銑削速度：參照?機械加工工藝手冊?表2.4.81，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4.81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工序5：粗鏜Φ40，Φ30孔機床：鏜床刀具：高速鋼刀具〔1〕粗鏜孔切削深度：進給量：根據(jù)?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?機械加工工藝手冊?表2.4.66，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度：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(shù)：機動時間：〔2〕粗鏜孔切削深度：進給量：根據(jù)?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?機械加工工藝手冊?表2.4.66，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度：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(shù)：機動時間：全套加153893706即能滿足生產(chǎn)要求工序11：精鏜支承孔機動時間：輔助時間：參照?機械加工工藝手冊?表2.5.37，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.5.單間時間定額：因此應布置兩臺機床同時完本錢工序的加工。當布置兩臺機床時，即能滿足生產(chǎn)要求工序12：前后端面螺紋孔攻絲機動時間：輔助時間：參照鉆孔輔助時間，取裝卸工件輔助時間為，工步輔助時間為。那么：參照鉆孔值，取單間時間定額：因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。工序14：精銑前后端面機動時間：輔助時間：參照?機械加工工藝手冊?表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.5.單間時間定額：因此應布置兩臺機床同時完本錢工序的加工。當布置兩臺機床時，即能滿足生產(chǎn)要求工序15：精銑兩側面機動時間：輔助時間：參照?機械加工工藝手冊?表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.5.單間時間定額：因此應布置兩臺機床同時完本錢工序的加工。當布置兩臺機床時，即能滿足生產(chǎn)要求工序17：頂面螺紋孔攻絲機動時間：輔助時間：參照鉆孔輔助時間，取裝卸工件輔助時間為，工步輔助時間為。那么：參照鉆孔值，取單間時間定額：因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。第3章鏜軸承孔夾具設計3.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來加工孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。3.2定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、鉸加工。所以采用一面2銷定位3.3切削力及夾緊力的計算鏜刀材料：〔硬質(zhì)合金鏜刀〕刀具的幾何參數(shù)：由參考文獻[5]查表可得：圓周切削分力公式：式中查[5]表得：查[5]表取由表可得參數(shù)：即：同理：徑向切削分力公式：式中參數(shù)：即：軸向切削分力公式：式中參數(shù)：即：根據(jù)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，再乘以平安系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：平安系數(shù)K可按下式計算有：：式中：為各種因素的平安系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：所以有：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：其中：螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：圖4.1移動壓板受力簡圖由表得：原動力計算公式即：由上述計算易得：由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。3.4誤差分析與計算該夾具以1個平面和和2個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。由[5]和[6]可得：定位誤差：當短圓柱銷以任意邊接觸時當短圓柱銷以固定邊接觸時式中為定位孔與定位銷間的最小間隙通過分析可得：因此：當短圓柱銷以任意邊接觸時夾緊誤差：其中接觸變形位移值：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。3.5夾緊裝置的選用該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如下表：表4.3移動壓板參數(shù)公稱直徑L645208197M653.6夾具設計及操作的簡要說明如前所述，該工件不但可以采用心軸夾緊、定位，還可設計圓環(huán)套來夾緊，但由于心軸的夾緊有可能破壞其定位，不選用該方式，而設計圓環(huán)套不易裝、取工件，也不選用，為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比擬，選用了手動夾緊方式〔螺旋夾緊機構〕。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。第4章銑側面夾具設計4.1指出存在的問題為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)本錢，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。對于銑側面夾具設計，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)本錢和降低勞動強度。4.2夾具設計夾具體設計設計夾具，首先要仔細分析加工零件的技術要求，運用夾具設計的根本原理和方法，擬定夾具設計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進一步考慮零件間的連接關系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設計合理的結構實現(xiàn)個零部件間的相對運動；根據(jù)零件的使用要求，選擇相應的材料。完成鉆床夾具的所有設計后，用AutoCAD進行二位圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標注相關尺寸及技術要求，最后進行論文撰寫、整理、修改完成該畢業(yè)設計。定位基準的選擇在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)?夾具手冊?知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，箱體上的裝配基準為平面，而它們又是箱體上其他要素的設計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，防止了基準不重合誤差，有利于提高箱體各主要外表的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，選底面和側面為定位基準。定位方案和元件設計根據(jù)以上零件的結構分析以及定位基準的選擇，可得定位基準為平面，因此可選擇定位元件為支承板,如圖4.1定位支承板所示。圖4.1定位支承板圖4.1定位支承板根據(jù)工序圖及對零件的結構的分析，本道工序需限制4個自由度，為了增加定位的可靠行，實際限制了其6個自由度。本夾具采用6點定位原那么，用兩個固定的支撐板作為一大平面即D面，限制了工件的兩個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度；用W面作為一小平面，限制了工件的一個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度；用一個底面C來限制了工件上下移動自由度。定位誤差的計算=1\*GB2⑴定位誤差：其中：，，，⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：查[5]表1～2～15有。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。夾緊力計算根據(jù)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，再乘以平安系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：平安系數(shù)K可按下式計算有：：式中：為各種因素的平安系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：所以有：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：由表得：原動力計算公式即：由上述計算易得：由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。夾緊機構的設計采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構，統(tǒng)稱螺旋夾緊機構。由于這類夾緊機構簡單，夾緊可靠，通用性大，故在機床夾具中得到廣泛運用。它的主要缺點是夾緊和松開工件時比擬費力。本夾具采用移動壓板進行夾緊，同時保證了夾緊可靠和動作迅速的要求。同時，由于移動壓板標準件，可直接購置，降低了夾具的制造本錢。夾緊力的計算單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下計算：式中：W0——單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力〔N〕；Q——原始作用力〔N〕；L——作用力臂〔mm〕；——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑〔mm〕，其值視螺桿端部的結構形式而定，參見?機床夾具設計手冊?第三版表1-2-20；——螺桿端部與工件間的摩擦角〔°〕；——螺紋中徑之半〔mm〕；——螺旋升角〔°〕，參見?機床夾具設計手冊?第三版表1-2-21；——螺旋副的當量摩擦角〔°〕，式中為螺旋副的摩擦角〔°〕，β為螺紋牙型半角〔°〕，參見?機床夾具設計手冊?第三版表1-2-22。定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作外表對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如下圖：圖4.1夾具體槽形與螺釘根據(jù)T形槽的寬度a=18mm表4.4定向鍵BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D1825124124.5185對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。塞尺選用平塞尺，其結構如圖4.3所示：圖4.3平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表4.5：表4.5塞尺公稱尺寸H允差dC3確定夾具體結構尺寸和總體結構夾具體：夾具的定位、引導、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復雜的根底件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一局部還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設計夾具體時，必須考慮結構應便于排屑。此外，夾具體結構的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設計時也應加以考慮。夾具體設計的根本要求〔1〕應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要外表，如安裝定位元件的外表、安裝對刀塊或?qū)蛟耐獗硪约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應有適當?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理?！?〕應有足夠的強度和剛度為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性缺乏處可適當增設加強筋?！?〕應有良好的結構工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結構比擬復雜，而且各外表間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單?！?〕應便于排除切屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生平安事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作外表與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽?！?〕在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應外表的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機構所需要的空間范圍及機床工作臺的尺寸，確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。夾具設計及操作的簡要說明如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比擬費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比擬，選用了手動夾緊方式〔螺旋夾緊機構〕。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。第5章鉆側面孔夾具設計5.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來加工鉆側面孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。5.2定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對鉆側面孔加工前，底平面進行了粗、精銑加工因此，定位、夾緊方案有：在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)?夾具手冊?知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，箱體上的裝配基準為平面，而它們又是箱體上其他要素的設計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，防止了基準不重合誤差，有利于提高箱體各主要外表的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，選底面和側面為定位基準。鉆孔選用：鉆床Z525，刀具鉆頭。由文獻可得：切削力公式：式中(M6的底孔)查表得：其中：即：實際所需夾緊力：有：平安系數(shù)K可按：式中：平安系數(shù)所以根據(jù)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，再乘以平安系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：平安系數(shù)K可按下式計算有：：式中：為各種因素的平安系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：所以有：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：其中：螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：圖5.1移動壓板受力簡圖由表得：原動力計算公式即：由上述計算易得：由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。5.4誤差分析與計算該夾具以一個平面和和2個孔定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。由[5]和[6]可得：定位誤差：當以任意邊接觸時通過分析可得：因此：當以任意邊接觸時夾緊誤差：其中接觸變形位移值：⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對刀具