機油泵傳動軸支架加工工藝和銑Φ32孔(Φ52外圓）端面夾具設計【普通夾緊方案】

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機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 拖拉機 零件名稱 機油泵傳動軸支架 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT15-33 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 1 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 00 鑄 鑄造毛坯 鑄造車間 一 鑄造設備 05 時 時效熱處理，非加工表面進行噴漆 鑄造車間 一 空冷 10 銑 銑削底平面 機加工 二 銑床X52K 高速鋼圓柱端銑刀，專用夾具，專用量具和游標卡尺 15 鉆 鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔 機加工 二 鉆床Z525 麻花鉆，鉸刀，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 20 锪 2XΦ8mm孔倒角 機加工 二 鉆床Z525 锪刀，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 25 銑 銑Φ52圓柱兩端面 機加工 二 銑床X6132 高速鋼圓柱立銑刀，專用夾具，專用量具和游標卡尺 30 鉸 擴、鉸Φ32mm孔 機加工 二 鉆床Z525 擴孔鉆，鉸刀，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 35 鉆 鉆Φ11mm潤滑油孔 機加工 二 鉆床Z525 麻花鉆，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 40 锪 Φ32mm孔兩側倒角 機加工 二 鉆床Z525 锪刀，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 45 洗 去毛刺，請洗 機加工 二 50 檢 檢驗入庫 檢驗 游標卡尺0-200、專用的量檢具 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 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 拖拉機 零件名稱 機油泵傳動軸支架 共 7 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 10 銑 HT15-33 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 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/r mm 機動 輔助 1 銑削底平面 高速鋼圓柱端銑刀，專用夾具，專用量具和游標卡尺 340 36.9 0.22 2 1 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 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 拖拉機 零件名稱 機油泵傳動軸支架 共 7 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 15 鉆 HT15-33 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 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/r mm 機動 輔助 1 鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔 麻花鉆，鉸刀，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 560 136 1.5 3 1 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 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 拖拉機 零件名稱 機油泵傳動軸支架 共 7 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 20 锪 HT15-33 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 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/r mm 機動 輔助 1 鉆2XΦ8mm孔倒角 锪刀，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 560 136 1.5 3 1 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 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 拖拉機 零件名稱 機油泵傳動軸支架 共 7 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 25 銑 HT15-33 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X6132 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 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/r mm 機動 輔助 1 銑Φ52圓柱兩端面 高速鋼圓柱端銑刀，專用夾具，專用量具和游標卡尺 340 36.9 0.22 2 1 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 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 拖拉機 零件名稱 機油泵傳動軸支架 共 7 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 30 擴、鉸 HT15-33 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 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/r mm 機動 輔助 1 擴、鉸Φ32mm孔 擴孔鉆，鉸刀，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 500 112 0.8 2 1 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 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 拖拉機 零件名稱 機油泵傳動軸支架 共 7 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 35 擴、鉸 HT15-33 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 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/r mm 機動 輔助 1 鉆Φ11mm潤滑油孔 麻花鉆，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 560 136 1.5 3 1 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 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 拖拉機 零件名稱 機油泵傳動軸支架 共 7 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 40 锪 HT15-33 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 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/r mm 機動 輔助 1 锪Φ32mm孔兩側倒角 麻花鉆，專用鉆夾具，專用量具和游標卡尺 460 96.5 0.5 1.2 1 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 車輛與交通工程學院 課程設計說明書 設計類型 設計題目＿機油泵傳動軸加工工藝及夾具設計 專業(yè)班級＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 學生姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 完成日期＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 指導教師＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 摘 要 本文是對機油泵傳動軸零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。 關鍵詞：機油泵傳動軸，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 2 目 錄 摘 要 2 目 錄 3 1 緒 論 5 2 零件的分析 6 2.1零件的工藝分析 6 2.2 零件的工藝要求 6 3 工藝規(guī)程設計 8 3.1 加工工藝過程 8 3.2確定各表面加工方案 8 3.2.1 考慮因素 8 3.2.2 加工方案的選擇 8 3.3 確定定位基準 9 3.3.1粗基準的選擇 9 3.3.2精基準選擇的原則 10 3.4工藝路線的擬訂 10 3.4.1工序的合理組合 10 3.4.2工序的集中與分散 11 3.4.3加工階段的劃分 12 3.4.4加工工藝路線方案的比較 12 3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 14 3.5.1毛坯的結構工藝要求 14 3.5.2零件的偏差計算 15 3.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 15 4 專用夾具的設計 22 4.1 明確設計任務 22 4.2 確定定位方案 22 4.2.1 基準的選擇 22 4.2.2 確定定位夾緊方案 22 4.2.3 定位元件的選擇及設計 23 4.3 定位誤差的計算與分析 23 4.4 減小定位誤差的措施 24 4.5 計算切削力及實際所需的夾緊力 25 4.6 主要元件的設計與建模 26 4.7 對刀元件及夾具體 26 5 夾具圖繪制 27 5.1 工序圖 27 5.2 夾具體零件圖 27 5.3 繪制夾具裝配總圖 27 5.4 標注總圖上的尺寸、公差與配合和技術條件 28 5.4.1 標注尺寸、公差與配合 28 5.4.2制訂技術條件 29 結束語 30 致謝 31 參考文獻 32 4 1 緒 論 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。 機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。 而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是： ⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； ⑵ 完成專用夾具的設計。 通過對零件零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據切銷力的大小、批量生產情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。 機油泵傳動軸零件加工工藝及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。 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。 2 零件的分析 2.1零件的工藝分析 機油泵傳動軸是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有機油泵傳動軸端面要求加工，對精度要求也很高。零件的底面、2-Φ8孔粗糙度要求是，所以都要求精加工。其中心孔有同軸度公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。 2.2 零件的工藝要求 一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。 圖2.1 零件零件圖 該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大孔、小孔。 ⑴ 以平面為主有： ① 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是； ② Φ52圓柱兩端面銑加工，其粗糙度要求是。 ⑵ 孔系加工有： ①Φ32鉆、擴加工，其表面粗糙度為； ②小孔鉆鉸加工 零件毛坯的選擇鑄造，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其年產量是中批量生產。 上面主要是對零件零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。 32 3 工藝規(guī)程設計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、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，對于零件來說，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以各尺寸精度。 由上面的一些技術條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2確定各表面加工方案 一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計零件的加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和孔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，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較低的機床。 3.2.1 考慮因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求來選定最終加工方法。 3.2.2 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻[3]表2.1～12可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 ⑵ 由參考文獻[3]表2.1～11確定，Φ32孔的表面粗糙度要求為6.3，則選擇孔的加方案序為：鉆——擴。 ⑷小孔鉆鉸孔加工方法： 因為Φ8孔的表面粗糙度的要求，所以我們采用鉆———鉸的加工方法。 ⑸ Φ52圓柱兩端面端面的加工方法是： 因Φ52圓柱兩端面兩側面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑——精銑。 3.3 確定定位基準 3.3.1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符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： ⑴ 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應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。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 ⑷ 應盡可能選擇平整、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。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.3.2精基準選擇的原則 ⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 ⑵ 基準統一原則，應盡可能選用統一的定位基準。基準的統一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 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。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。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、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，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一的基準定位的要求。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用的孔為加工基準。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。 3.4工藝路線的擬訂 對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統一的基準。零件的加工的第一個工序也就是加工統一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 ⑵ 工序集中原則 工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 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。 3.4.2工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點 工序數目少，工件裝夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經濟效果。 3.4.3加工階段的劃分 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： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，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，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11～IT12。粗糙度為Ra80～100μm。 ⑵ 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。 ⑶ 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區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂三個加工工藝路線方案。 方案一： 00 鑄 鑄造毛坯 05 時 時效熱處理，非加工表面進行噴漆 10 銑 粗、精銑削底平面 15 鉆 鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔 20 锪 2XΦ8mm孔倒角 25 銑 銑Φ52圓柱兩端面 30 鉸 擴、鉸Φ32mm孔 35 鉆 鉆Φ11mm潤滑油孔 40 锪 Φ32mm孔兩側倒角 45 洗 去毛刺，請洗 50 檢 檢驗入庫 方案二： 00 鑄 鑄造毛坯 05 時 時效熱處理，非加工表面進行噴漆 10 銑 銑削底平面 15 銑 銑Φ52圓柱兩端面 20 鉆 鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔 25 锪 2XΦ8mm孔倒角 30 鉸 擴、鉸Φ32mm孔 35 鉆 鉆Φ11mm潤滑油孔 40 锪 Φ32mm孔兩側倒角 45 洗 去毛刺，請洗 50 檢 檢驗入庫 加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把2XΦ8孔加工都安排在前面中， 以便后續(xù)工件裝夾、安裝工件。 方案二加工Φ52圓柱兩端面沒有必要的定位基準，會導致Φ32mm孔的加工精度不高，所以選擇方案一。 由以上分析：具體的工藝過程如下表： 工序號 工 序 內 容 00 鑄造毛坯 05 時效熱處理，非加工表面進行噴漆 10 銑削底平面 15 鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔 20 2XΦ8mm孔倒角 25 銑Φ52圓柱兩端面 30 擴、鉸Φ32mm孔 35 鉆Φ11mm潤滑油孔 40 Φ32mm孔兩側倒角 45 去毛刺，請洗 50 檢驗入庫 3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的鍛造采用的是HT15-33鑄造制造，其材料是HT15-33，生產類型為中批量生產，采用鑄造毛坯。 3.5.1毛坯的結構工藝要求 零件為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 ⑶ 鑄造件的結構中應避免深孔或多孔結構。 ⑷ 鑄造件的整體結構應力求簡單。 ⑸ 工藝基準以設計基準相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結構要素統一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。 3.5.2零件的偏差計算 ⑴ 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表11～19。其余量值規(guī)定為2-3mm，現取3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取 精銑：由參考文獻[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。 參照參考文獻[3]表3～2，3～25,2.3～13和參考文獻[15]表1～8，可以查得： 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉆孔Φ32 參照參考文獻[3]表2.3～47，表2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：擴——鉸 3.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序10：銑削底平面 機床：立式銑床X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》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） 工作臺每分進給量： ：根據楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 式（1.5） 工序15：鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔 1）確定進給量 根據參考文獻[7]表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。 2）確定切削速度及 由參考文獻[7]表28-39，取。由 參考文獻[7]表28-3，得修正系數， 故 查Z525說明書，取，實際鉸孔速度 因φ8孔不是一次鉆出，故其鉆削余量為=11/2=5.5mm，φ8孔的精度較高，要分2次加工。 參考文獻[3]表2.4-41，用插入法求得鉆φ8孔的切削速度v=，由此算出轉速為： n=1000v/πd=1000×26.7/3.14×11= 按機床實際轉速取n=，則實際切削速度為： v=3.14×11×630/1000= 參考文獻[3]表2.4-69，得：=9.81×42.7(N) M=9.81×0.021(Nm) 分別求出鉆φ8孔和M如下： =9.81×42.7×11××1=2427N M=9.81×0.021×××1=15.63Nm 它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉力矩196Nm，故機床剛度足夠。 工序20: 2XΦ8mm孔倒角 進給量：根據參考文獻[5]表2.4-39，取 切削速度：參照參考文獻[5]表2.4-41，取 由式（2.1）機床主軸轉速： ，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： 走刀次數為1 機動時間： 工序25:銑Φ52圓柱兩端面 機床：立式銑床X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數 每齒進給量：根據楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》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： 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 走刀次數為1。 機動時間，由式（1.5）有： 工序30:擴、鉸Φ32mm孔 （1）確定擴孔切削用量 1）確定進給量 根據楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-31，。根據Z525機床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-33，取。修正系數： ， 故 查機床說明書，取。實際切削速度為 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度有： 刀具切出長度： ，取 走刀次數為1 機動時間： （2）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 根據楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。 2）確定切削速度及 由楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-39，取。由 楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-3，得修正系數， 故 查Z525說明書，取，實際鉸孔速度 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 工序35:鉆Φ11mm潤滑油孔 切削用量： 取背吃刀量，由參考文獻[2]可查出，根據z525立式鉆床，取進給量，切屑速度：，，，則修正后的切屑速度，即 查參考文獻[2]表3.17，取， 故實際切屑速度為。 切屑用時： =10mm，，， 故， ， ， 工序40:Φ32mm孔兩側倒角 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據參照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 進給量：根據楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4～38，取。 切削速度：參照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 4 專用夾具的設計 4.1 明確設計任務 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。有老師分配的任務，我被要求設計工序:銑Φ52圓柱兩端面 4.2 確定定位方案 4.2.1 基準的選擇 根據工件的加工要求，該工序必須限制工件的6個自由度。為保證銑Φ52圓柱兩端面，應選底面為定位基面，限制；須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證寬度為42的兩平面兩側面對孔軸線的對稱度要求，還必須在加工時限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。 綜上所述，工件的六個自由度均被限制，為使定位基準與設計基準重合，選取的定位基準是底面、孔。 4.2.2 確定定位夾緊方案 根據零件特點，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案【4】，采用機械夾緊方式對工件進行夾緊。 綜上對工件定位、夾緊方案的分析，確定定位、夾緊方案。其定位夾緊圖如下圖4.3所示： 圖4.3 定位夾緊方案圖 4.2.3 定位元件的選擇及設計 1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是側平面底面、和孔，據此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷。 2.定位板設計 定位平面底面所用的定位支承板參照參考文獻【3】第272頁設計。 標記為：支承板 A6×45 GB 2236-80 材料：T8。 現確定定位銷的極限偏差和定位表面到定位銷中心的名義尺寸： =L，其中取工件相應尺寸=L=230.08mm的平均尺寸，公差取相應尺寸公差的(~)倍，現取，【2】則有： =2230.02mm 滿足工件順利裝拆的補償量值：=(+)÷2=(0.16+0.04)÷2=0.10mm 則，菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙===0.43mm （其中，b的值可查手冊得值為3【3】） 4.3 定位誤差的計算與分析 必須要滿足誤差的總和應該小于或等于該工序公差。 與夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻可得： ⑴ 兩定位銷定位誤差 ： 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： （1）、移動時基準位移誤差 = = (2)、轉角誤差 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、所設計的夾具滿足零件加工精度要求。 4.4 減小定位誤差的措施 采取措施： 1.提銷圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6級，公差值為0.011mm,則此時定位銷圓柱部分直徑Φmm,=0.043-(-0.054)=0.097mm。0.097仍接近加工誤差的。 2.在提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度基礎上，將Φ12孔的精度提高到IT8級，其公差值為0.027mm，此時孔的尺寸及公差為Φmm，則0.027mm-(-0.054)=0.081mm,那么就要約0.12mm的加工精度預留量，可滿足保證對稱度加工要求。 4.5 計算切削力及實際所需的夾緊力 圖2.9作用于工件上的切削力 工件在加工時的受力情況如圖2.9所示。加工時，工件受到切削合力F的作用，F可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經驗公式，和可通過切向銑削力分別乘以一個系數來得到。在對稱銑削情況下，=(1~1.2),=(0.2~0.3)。 參照《機床夾具設計手冊》【3】表1-2-9得銑削力的計算公式： 參數的選?。? 切向銑削力 （N） 銑刀系數 =669 銑削深度 =3mm 每齒進給量 =0.15mm 銑刀直徑 d=100mm 銑削寬度 B=12mm 銑刀齒數 z=12 修正系數 （工件屈服應力） 綜上，計算得： 銑削力 。 故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。 工件的主定位面是底面，故選擇夾緊力的作用方向為水平方向作用于底面。當夾緊力水平作用于工件上時，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N 由公式 = 可計算出實際所需夾緊力。 現在計算安全系數K的值。 安全系數K的計算公式為： 由《機床夾具設計手冊》表1-2-0得各安全系數K的取值如下： 基本安全系數 加工性質 刀具鈍化程度 切削特點 穩(wěn)定性 手柄位置 工件與支撐面接觸情況 將各安全系數值代入上面公式計算得,K=1.95<2.5（注：若安全系數的計算值小于2.5，則取=2.5），則取K的值為2.5。 所以實際所需夾緊力為： = =9015N。 實際所需的夾緊力計算是一個很復雜的問題，一般只能作粗略的估算。為簡化計算，在設計夾緊裝置時，可只考慮切削力對夾緊的影響，并假定工藝系統是剛性的切削過程穩(wěn)定不變?！?】 4.6 主要元件的設計與建模 依據《機床夾具設計手冊》對各個元件進行設計并對其標記如下如下： 1. 定位鍵： A14h6 GB 2206-80 材料：45鋼 2. 壓板： A14×130 GB 2188-80 材料：45鋼 3. 浮動壓塊：A40×14 GB 2174-80 材料：45鋼 4. 銷 A10×28 GB/T 119.1-2000 材料：35鋼 5. 銷 A6×28 GB/T 119.1-2000 材料：35鋼 6. 對刀塊 GB 2242-80 材料：20鋼 7. 對刀塞尺 3 GB 2244-80 材料：T8 8. 螺釘 GB/T 68-2000 M5.5×25 4.7 對刀元件及夾具體 根據工件加工表面形狀，對刀件可選用夾具零件及部件中的標準直角對刀塊。它的直角對刀面和工件被加工寬度為42的兩平面精加工工序形相對應，其間距等于塞尺厚度，設計塞尺厚度為3，并把對刀件安裝于夾具體的豎直板上。 根據銑床T行寬度為42的兩平面精加工工序的寬度，選用寬度B=18mm,公差為h6的A型定位鍵來確定夾具在機床上的位置。【1】 夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體【7】。其基本厚度選為22mm,并設計出供寬度為42的兩平面精加工工序用螺栓緊固夾具用得U形寬度為42的兩平面精加工工序耳座。根據所設計的各種元件、機構、裝置，設計出夾具的形狀、結構。 5 夾具圖繪制 5.1 工序圖 依據零件的加工要求，制訂寬度為42的兩平面精加工工序工序圖。見附圖01 5.2 夾具體零件圖 參照工序圖的定位夾緊方案，合理設計寬度為42的兩平面精加工工序的夾具，繪制夾具體零件圖。見附圖02 5.3 繪制夾具裝配總圖 見附圖03 如下圖5.1： 圖5.1 寬度為42的兩平面精加工工序夾具總圖 5.4 標注總圖上的尺寸、公差與配合和技術條件 5.4.1 標注尺寸、公差與配合 1.夾具外形輪廓尺寸 2.工件與定位元件的聯系尺寸 3.夾具與刀具的聯系尺寸 即調刀尺寸，分為水平和垂直兩個方向的尺寸。 （1）水平方向的調刀尺寸為為銷中心至對刀元件尺面的距離。 查手冊的所用銑刀的寬度尺寸及其極限偏差為，其平均尺寸為12.09mm。定位銷中心至工件上寬度為42的兩平面精加工工序，再加上塞尺厚度2mm，故水平方向調刀尺寸的基本尺寸 （2）垂直方向的調刀尺寸為定位元件(兩支承釘)工作面至對刀面之間的位置尺寸。工件上相應的尺寸為工件寬度為42的兩平面精加工工序底至工件底面之間的尺寸，減去3mm的塞尺厚度 4.夾具與機床連接部分的聯系尺寸 定位鍵與工作臺寬度為42的兩平面精加工工序配合尺寸為18H7/h6。 5.4.2制訂技術條件 1.由于工件上有寬度為42的兩平面精加工工序底至工件底面的垂直度要求0.10mm，夾具上應標注定位表面Q(兩個支承板限定的表面)對底面的垂直度允差100:0.2 (mm)。 2.由于工件上有寬度為42的兩平面精加工工序兩側面對Φ10孔軸線對稱度要求，夾具上應標注定位表面Q(兩個支承板限定的表面)對定位鍵側面的垂直度允差100:0.2 (mm)。 3.兩定位支承釘的等高允差不大于0.02(mm)。 結束語 本次設計是我們進入社會之前，也是我學生生涯的最后一次設計。此次設計對我受益匪淺，讓我基本上又把所學的知識復習了一遍，使我能夠對書本的知識做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解。 首先，尋找有關資料和課題并且研究方案，進行設計的總體規(guī)劃，理清設計思路，但是將這些具體的方案落實到每一個設計環(huán)節(jié)和步驟中，難免會出現一些錯誤，這就需要在具體的設計過程中利用所掌握的知識認真排查錯誤原因，多方面的思考問題，不斷的改正自己的設計不足之處和錯誤。 其次，運用所學的知識對設計零件優(yōu)化設計，最后進行合理的裝配。 從一開始的無從下手，到資料的整理，逐步清晰設計內容，無疑在是考驗我們查閱資料的能力，書寫的能力，電腦繪圖能力，這使我的個人能力進一步提高。如學會了運用標準、規(guī)范、手冊和查閱相關資料的本領，對自己的能力有了進一步的提高，為以后的學習和工作加強。在設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。為以后的工作積累了經驗，增強了信心。 致謝 四年的大學讀書生活隨著本次課程設計的落幕，在這個春暖花開的季節(jié)劃上一個句號。從最開始對本次設計任務的懵懵懂懂到現在的很熟悉，其中過程對我來說不是那么容易，在設計的過程中也是遇到了很多的困難與障礙。其中令我最尷尬的是當我將要完成設計的時候，卻發(fā)現自己的作業(yè)結果與指導老師的預想相差千里，而我并不是那么的了解。在這里，我首先要感謝的是段維峰指導老師。段老師對我課程設計的指導與修進令我受益匪淺，段老師嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深的感染和激勵著我。還有我身邊一起做課程設計的同學，有幸與他們一起工作，彼此資源分享，很感謝他們對我畢業(yè)論文格式和內容的檢查和建議，我的畢業(yè)論文離不開他們的幫助。 當然，由于投入的時間與精力不足夠和自己知識缺乏的原因，本次設計卻又不足之處，也誠懇希望老師和學友的批評與指正。 參考文獻 [1]馬霄，武良臣 互換性與測量技術基礎.北京：北京理工大學出版社，2008.1 [2]曹秋霞，程雪利，段維峰 機械制造工藝裝備 [3]東北重型機械學院， 機床夾具設計手冊 第二版 上海科學技術出版社 1988.4 [4]張龍勛 機械制造工藝學課程設計指導書及習題 機械工業(yè)出版社 1999.11 [5]徐起賀 劉靜香 機械設計課程設計 機械工業(yè)出版社 2009.4 [6]劉靜香 工程力學 河南科學技術出版社 2006.9 [7]程芳 杜偉 機械工程材料及熱處理 北京理工大學出版社 2010.8