偏擺分度車床夾具設計（含CAD圖紙及說明書）

偏擺分度車床夾具設計（含CAD圖紙及說明書）,分度,車床,夾具,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 作 者： 學 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 齒輪泵殼體零件工藝及車夾具設計 指導者： 評閱者： 年 月 畢業(yè)設計（論文）中文摘要 本設計是基于零件的偏擺分度車床夾具設計。零件的主要加工表面是平面及孔系。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則。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。夾具選用專用夾具，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：偏擺分度,車床夾具工藝規(guī)格設計 夾具設計 工序 工藝性 畢業(yè)設計（論文）外文摘要 This design is based on deflection index of lathe fixture design.?Parts of the main surface is plane and hole.?In General, ensure planes of accuracy than to ensure hole accuracy easier.?Therefore, the design follows the principle of surface after the first hole.?And into the hole and the planes of the clearly defined roughing and finishing stages in order to ensure the accuracy of holes.?Special fixture for fixture selection, institutions don't have to lock, high production efficiency, suitable for mass, assembly line processing to meet the design requirements. Keywords: deflection, process specifications for design of lathe fixture fixture design process IV 目 錄 第1章 序言 1 1.1 機械加工工藝概述 1 1.2機械加工工藝流程 1 1.3工藝設計的重要性 2 1.4 現(xiàn)代制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 4 第2 章 工藝性分析 6 2.1零件作用 6 2.2零件工藝性分析 7 第3章 工藝規(guī)程設計 8 3.1零件材料 8 3.2工藝過程的組成 8 3.3 工藝規(guī)程的內(nèi)容與作用 8 3.4 毛坯選擇 9 3.4.1確定毛坯的類型及制造方法 10 3.4.2毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定 10 3.5 設計基準 10 3.5.1粗基準的選擇 11 3.5.2精基準的選擇 11 3.6機械加工工藝過程方案和選擇 12 3.7機械加工余量、工序尺寸及公差 13 第4章 偏擺分度車床夾具 20 4.1問題的提出 20 4.2 專用夾具的主要類型 20 4.3 專用夾具的設計要點 20 4.4 夾緊裝置 21 4.5 夾具的設計 22 4.5.1定位基準的選擇 22 4.5.2定位元件的設計 23 4.5.3切削力及夾緊力的計算 23 4.5.4加緊元件的設計 24 4.5.5緊固元件的選擇 24 4.5.6夾具操作說明 25 總結 26 參考文獻 27 致謝 28 第1章 序言 1.1 機械加工工藝概述 零件的工藝編制，在機械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關系到零件最終能否達到質(zhì)量要求；夾具大的設計也是不可缺少的一部分，它關系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關重要的環(huán)節(jié)。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，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，比如，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，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟中一個十分重要的產(chǎn)業(yè)，它為國民經(jīng)濟各部門科學研究、國防建設和人民生活提供各種技術裝備，在社會主義建設事業(yè)中起著中流砥柱的作用。從農(nóng)業(yè)機械到工業(yè)機械，從輕工業(yè)機械到重工業(yè)機械，從航空航天設備到機車車輛、汽車、船舶等設備，從機械產(chǎn)品到電子電器、儀表產(chǎn)品等，都必須有機械及其制造。減速器也是有些設備中所不可缺少的，我們應該了解減速器的機械制造工藝過程才能把產(chǎn)品制造出來。 總的來說，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。 1.2機械加工工藝流程 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、工件的檢驗項目及 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。 1.3工藝設計的重要性 目前中國工業(yè)設計行業(yè)的現(xiàn)狀是教育界、學術界重視外觀創(chuàng)意，輕視甚至忽略結構設計的情況比較嚴重。為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象，和我們國家的國情有很大的關系。建國以來到改革開放初期，我們國家可以說不需要工業(yè)產(chǎn)品外觀造型設計，那時的物質(zhì)生活極其缺乏，一切生產(chǎn)活動都本著降低成本，滿足功能的前提，對產(chǎn)品外觀造型基本沒有要求。進入九十年代以后，隨著人們精神、物質(zhì)生活水平的提高和國外富有設計感的產(chǎn)品大量涌入國內(nèi)市場，使國人大開了眼界，也促使了國內(nèi)教育界、學術界對工業(yè)產(chǎn)品外觀造型設計這個行業(yè)的重視。大批學校開設了工業(yè)設計這個專業(yè)，每年培養(yǎng)了大量的工業(yè)設計畢業(yè)生，舉辦了名目繁多的工業(yè)設計大賽，也涌現(xiàn)了很多的令人眼花繚亂的作品，連國際性的設計大獎也拿了不少。一派欣欣向榮的樣子。 但是，讓人不理解的是為什么這么多優(yōu)秀的作品真正能轉化為產(chǎn)品的卻沒有多少，轉化成產(chǎn)品又能大賣的就更沒有多少。是作品不夠漂亮嗎？是消費者不能接受高品質(zhì)高價格的產(chǎn)品嗎？筆者認為都不是，其實真正的原因是出在生產(chǎn)的問題上，出在作品轉化為產(chǎn)品的環(huán)節(jié)上，是設計師輕視、忽略甚至根本沒有考慮產(chǎn)品本身的結構規(guī)律和生產(chǎn)工藝性上。這也跟中國的工業(yè)設計教育有關。目前學校中工業(yè)設計系走兩條路線，一條是藝術類學生，主要學習的還是美學；另一條是工科學生，主要學的是結構。藝術類院校畢業(yè)的學生畢業(yè)時可能連生產(chǎn)圖紙都不會看，更談不上對工藝、材料和功能性結構的了解。而真正的工業(yè)設計師不同于平面設計師，要想把產(chǎn)品從想法實現(xiàn)成成品，需要設計者有很高的綜合素質(zhì)，其中包括對生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程、材料、模具加工等各個方面的一定程度的熟悉和了解。 兩年前，筆者在成都剛開始創(chuàng)立意町工業(yè)設計公司的時候，有位工業(yè)設計專業(yè)實習生問我產(chǎn)品結構設計需要考慮哪些因素，當時我詳細地向他做了解答。我認為結構設計要考慮的因素很多：從物理學上來講要考慮強度、減震、散熱、降噪、電磁屏蔽；從組織學上講要考慮材料、工藝，包括加工工藝、表面處理工藝和裝配工藝；從經(jīng)濟學上來講要考慮成本、相關標準、相關法規(guī)，比如安全性和環(huán)保性；從消費者方面來考慮還有易學性，使用的合理性和舒適性等。以上的任何一點沒有考慮到，都有可能導致產(chǎn)品開發(fā)的全盤失敗。 例如我曾經(jīng)參與的一個為某科技公司設計的一款光學測量儀器的案例，產(chǎn)品功能要求主支架要有足夠高的剛性，否則測量結果誤差較大，對儀器的自身重量又有限制。雖然我們的外觀設計方案獲得了客戶認可，結構設計也滿足了強度、散熱和重量限制的要求，但是樣機的測試結果卻不是很滿意。剛開始以為是支架強度不夠，采取了很多增加強度的措施還是沒有改善。分析了很久才初步確認，是儀器發(fā)出的熱風引起的空氣波動導致光學鏡頭捕捉的測量數(shù)據(jù)失真。必須要修改熱設計，改變進出風的方式，這樣一來，最先受到大家一致認同的外觀設計方案不得不放棄。重新開始設計外觀，而后續(xù)還將出現(xiàn)什么問題，尚不可預知。再舉一個結構設計導致外觀設計方案大改的案例。我們按照客戶確認的外觀造型做了小批量樣機，測試的時候發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部溫升太高，開機一小時就已經(jīng)升高了40度，作為一個戶外長期使用，隨身攜帶的產(chǎn)品，這樣的結果肯定是不能接受的，也是必須要修改熱設計，把溫升降下來。我們采用了多種散熱的辦法，做了很多次實驗，最后倒是把溫升降下來了，外形也改得面目全非了，大半個外殼都由塑料件改為鋁合金的了。 所以說產(chǎn)品外觀造型也不是天馬行空，隨意涂鴉的。比如要考慮模具加工成本，分型線就不能亂開，要能使模具最好分模；要考慮散熱、降噪、電磁屏蔽，進風口和出風口就必須在它應該在的位置，必須要保證一定的形狀和面積；要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，材料選擇、生產(chǎn)加工工藝、表面處理工藝和包裝方式也就必然受到限制；要考慮目標消費群的歷史文化、宗教信仰、傳統(tǒng)禁忌，那么形狀和顏色就不能導致使用者抵觸。 總的說來，產(chǎn)品就是產(chǎn)品，不是藝術品，雖然它需要批上藝術的外衣，但是更重要的卻是設計工業(yè)產(chǎn)品絕對不能違背產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售、使用的內(nèi)在規(guī)律，只有這樣，才能設計出叫好又叫座的產(chǎn)品來。 1.4 現(xiàn)代制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 隨著機械制造業(yè)的發(fā)展和科學技術的進步，機械制造工藝的內(nèi)涵不斷發(fā)生變化，近一二十年的技術進展主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1 常規(guī)工藝的不斷；優(yōu)化常規(guī)工藝的方向是實現(xiàn)高效化、精密化、強韌化、輕量化，以形成優(yōu)質(zhì)高效、低耗少污染的先進實用工藝為主要目標，同時實現(xiàn)工藝設備、輔助工藝、工藝材料、檢測控制系統(tǒng)的成套工藝服務，使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)所采用。 2新興加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展；新興加工方法包括精密加工、細微加工、特種加工及高密度能加工、新硬材料加工技術、表面功能性覆蓋技術和復合加工，以適應機械產(chǎn)品更新?lián)Q代對制造工藝提出的更高、更新的制造模式。 3自動化等高新技術與工藝的緊密結合；微電子、計算機和自動化技術與工藝及設備相結合，使傳統(tǒng)工藝面貌產(chǎn)生顯著、本質(zhì)的變化，如生產(chǎn)線自動控制、在線檢測自適應控制、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助夾具設計、計算機輔助裝配工藝設計和智能制造系統(tǒng)等。 機械制造是國民經(jīng)濟發(fā)展和各部門科技進步的基礎。在現(xiàn)代化條件下機械制造的發(fā)展方向是：開發(fā)工藝可行性廣、能保證各種原料消耗最少、可靠性和自動化精度高的新一代技術。 機械制造工藝及其實現(xiàn)組織形成的發(fā)展趨勢，在很大程度上取決于機器結構的發(fā)展方向和它的技術使用特征。機器制造中的科技進步將促進以計算機和生產(chǎn)全盤自動化為基礎的工序少和能源節(jié)約的工藝的建立推廣。 機器制造工藝組織的遠景發(fā)展的概念是考慮在集管理、信息和技術為一體的基礎上建立全盤自動化工廠，將最終產(chǎn)品的各個加工階段連接起來。這時，在科技發(fā)展現(xiàn)階段的自動化工廠將不是無人企業(yè)。由人服務和管理的體系和機器會發(fā) 揮作用。新的智能型和集成型的生產(chǎn)手段與高度熟練的工作人員相結合，將在市場需求變化的條件下假造出滿足技術和社會經(jīng)濟需求的先決條件。 在現(xiàn)今的發(fā)達國家中，毛坯生產(chǎn)的發(fā)展趨勢表明，今后毛坯生產(chǎn)發(fā)展方向是力圖在經(jīng)濟合理的范圍內(nèi),使毛坯接近成品零件的尺寸形狀。這可降低金屬消耗量，減少加工余量和毛坯及鐵屑的運輸費用，這樣就可提高生產(chǎn)率，降低零件的。受其限制，目前特種加工的工藝參數(shù)只能憑經(jīng)驗選取，還難以實現(xiàn)最優(yōu)化和自動化，例如，電火花成形電極的沉入式加工工藝， 它在占電火花成形機床總數(shù) 95%以上的非數(shù)控電火花成 形加工機床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應用。雖然已有學者對其 CAD、CAPP 和 CAM 原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數(shù)據(jù)的缺乏，仍未有成熟的商品化的 CAD/CAM 系統(tǒng)問世。通常只能采用手工的方法或部分借助于 CAD 造型、部分生成復雜電極的三維型面數(shù)據(jù)。隨著模糊數(shù)學、神經(jīng)元網(wǎng)絡及專家系統(tǒng)等多種人工智能技術的成熟僅用 1 分鐘，即可完成線切割機床夾具安裝與校正。采用美國 Jergens（杰金斯）公司球鎖裝夾系統(tǒng)，1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率作用。 3 模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化基礎。利用模塊化設計系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)基點。省工、省時，合式夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國 demmeler（戴美樂）公司孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少配套元件，即能組裝成多種多樣焊接夾具。元件功能強，使夾具通用性好，元件少而精，配套費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應用價值。 目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機加工各種各樣的零部件，導致改型和生產(chǎn)個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設備和工藝也向著柔性化的方向轉變。加工裝備的現(xiàn)在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加工中心的組合應用，使得發(fā)動機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產(chǎn)量配額使用液壓夾具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。有關統(tǒng)計資料表明液壓夾緊相比機械夾緊節(jié)省90%～95%的時間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本。 第2 章 工藝性分析 2.1零件作用 題目給出的零件是液壓齒輪泵的泵體，齒輪泵泵體在齒輪潤滑系統(tǒng)中起支撐齒輪的作用，將兩個齒輪裝在殼體內(nèi)，輪兩側有端蓋，殼體、端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多密封工作腔。當齒輪旋轉時輪齒相互嚙合和脫開時，形成工作腔，?將油液吸入和壓出從而達到不斷潤滑油泵的作用，所以齒輪泵泵體在實現(xiàn)齒輪泵潤滑過程中起著相當重要的作用，是整個潤滑系統(tǒng)的承載基體，泵體制造精度對整個潤滑系統(tǒng)有很大的影響，尤其是殼體上兩個孔的精度要求比較的高，齒輪油泵在工作過程中存在著泄漏，其中齒輪外圓和殼體內(nèi)孔間就是泄漏之一處，?所以對殼體孔的加工精度有一定的精度要求。泵體的主要作用是支撐各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證泵體部件與底座正確安裝。因此泵體的加工質(zhì)量，不但直接影響齒輪泵泵體的裝配精度，?而且還會影響齒輪泵的工作精度、使用性能和壽命。齒輪泵由裝在泵體內(nèi)的一對齒輪、泵體及齒輪端面上的兩個端蓋所組成。當電機帶動主動齒輪旋轉時，從動齒輪也跟著旋轉。這時由泵體、兩個端蓋和齒輪者所形成的吸油腔工作空間的容積，隨齒輪旋轉牙齒逐漸分離面增加，吸油腔形成真空，將油箱中的液體在外界大氣壓力作用下吸進吸油腔，然后通過兩個齒輪的齒槽送到壓油腔。在壓油腔里隨著牙齒逐漸嚙合，壓油腔工作空間逐漸減小，把油液擠出輸送到壓力管道上。如此，隨著兩嚙合齒輪的旋轉連續(xù)不斷地從油箱吸入油液并輸送出去，這就是齒輪泵的工作原理。由此可見，齒輪泵的工作原理就是依靠兩個互相隔離著的吸油腔與壓油腔工作空間的容積變化進行工作的。 圖2-1　齒輪泵殼體零件圖 2.2零件工藝性分析 齒輪泵殼體共主要加工表面。 1、 以Φ12孔為中心的加工表面。 這組加工表面包括：Φ12孔及倒角 2、 以Φ30外圓為中心的加工表面。 這組加工表面包括：Φ3mm孔 3、 底部端面。 4、 以Φ36內(nèi)腔孔為中心的加工表面。 28 第3章 工藝規(guī)程設計 3.1零件材料 零件材料為鑄鋁，用于承受較大載荷的小截面調(diào)質(zhì)件和應力較小的大型正火件 3.2工藝過程的組成 為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，需要把工藝過程分為不同層次的單元。它們是工序、安裝、工位和走刀。其中工序是工藝過程中的基本單元。零件的機械加工工藝過程有若干個工序組成。在一個工序中可能包含一個或幾個安裝，每一個安裝可能包含一個或幾個工位，每個工位可能包含一個或幾個工步，每一個工步可能包含一個或幾個走刀。 工序 一個或一組工人，在一個工作點對同一個或同時對幾個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。 工位 為完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或機床的可動部分一起相對刀具或機床的固定部分所占據(jù)的每一個位置，稱為工位。 工步 在加工表面（或裝配時的連接面）和加工（或裝配）工具都不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工布。 走刀 走刀也稱為進給。在一個公步內(nèi)，若被加工表面需切除的余量較大，可分幾次切削，每次切削成為一次走刀。 3.3 工藝規(guī)程的內(nèi)容與作用 機械加工工藝規(guī)程簡稱為工藝規(guī)程，是指導機械加工的主要文件。根據(jù)生產(chǎn)過稱工藝性質(zhì)的不同，有毛坯制造、零件機械加工、熱處理、表面處理以及裝配等不同的工藝規(guī)程。規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程；規(guī)定產(chǎn)品或部件的裝配工藝過程和裝配方法的工藝文件是機械裝配工藝規(guī)程。它們是具體的生產(chǎn)條件下，確定最合理或較合理的制造過程、方法，并按規(guī)定的形式書寫工藝文件，指導制造過程。 工藝規(guī)程是制造過程的紀律文件。其中機械加工工藝規(guī)程包括工件加工工藝路線及所經(jīng)過的車間和工段、各工序的內(nèi)容及所采用的機床和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、工時定額及工人技術等級等內(nèi)容。 在生產(chǎn)中應嚴格的執(zhí)行既定的工藝規(guī)程。但是工藝規(guī)程也不是固定不變的，工藝人員應不斷總結工人的技術革新，及時吸取國內(nèi)外先進的工藝技術，對現(xiàn)行工藝不斷的予以改進和完善，以便更好的指導生產(chǎn)。 在生產(chǎn)管理中，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料及毛坯的供應、通用工藝裝備的準備、機械負荷的調(diào)整、專用工藝裝備的設計和制造、作業(yè)計劃的編排、勞動了的組織以及生產(chǎn)成本的核算等，都是以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)。 在新建或擴建工廠或車間時，只有依據(jù)規(guī)程和生產(chǎn)綱領才能正確的確定生產(chǎn)所需要的機床和其他設備的種類、規(guī)格和數(shù)量；確定車間的面積、機床的布置、生產(chǎn)工人的工種、等級及數(shù)量以及輔助部門的安排等。 3.4 毛坯選擇 毛坯是零件生產(chǎn)過程的一部分。根據(jù)零件的技術要求、結構特點、材料和生產(chǎn)綱領等方面的情況，合理的確定毛坯的種類、毛坯的制造方法、毛坯的形狀和尺寸等，不僅影響的毛皮的經(jīng)濟性，而且影響到機械加工的經(jīng)濟性。所以在確定毛坯到時候，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環(huán)節(jié)中，降低零件的制造成本。 毛坯的確定包括確定毛坯的種類和制造方法兩個方面。 常用的毛皮種類有鑄件、段件、型材和焊接件等。如鑄鐵材料毛坯均為鑄件，鋼材料毛坯一般為鍛件或型材等。 各種毛坯的制造方法很多。確定毛坯時主要考慮以下幾方面因素。 （1）零件的材料與力學性能。 大致確定毛坯種類。例如，鑄鐵零件用鑄造毛坯； 形狀簡單的鋼制零件，力學性能要求低，用棒料，力學性能要求高，用鍛件；形狀復雜，力學性能要求低，用鑄鋼件。 （2） 零件的結構形狀與外形尺寸。 各種毛坯的制造方法都對零件的結構和形狀有一定的適用性。例如，階梯軸軸零件各直徑差別不大時可用棒料，差別大時可用鑄件；外形尺寸大的零件一般用自由鑄件或砂型鑄件，中小型零件可用模鍛件或壓力鑄件，形狀復雜的鋼質(zhì)零件不宜用自由鍛件；一些形狀特殊的小零件，由于機械加工困難，常采用壓鑄或精密鑄造等方法，盡量減少切削加工。 （3） 生產(chǎn)綱領的大小。 生產(chǎn)綱領的大小在很大程度上決定了采用某種毛坯的經(jīng)濟。在大批量生產(chǎn)中，應采用精度和生產(chǎn)率都較高的先進的毛坯制造方法，如鑄件應采用金屬模機器造型，鍛件應采用模鍛；并應當充分考慮采用新工藝、新技術和新材料的可能性，如金鑄、精鍛、冷擠壓、冷軋、粉末冶金和工程塑料等。單件小批生產(chǎn)則一般采用木模手工造型或自由鍛等比較簡單方便的毛坯制造方法。 （4） 工廠生產(chǎn)毛坯的實際條件。在選擇毛坯時應考慮工廠生產(chǎn)毛坯的實際條件。 （5） 利用新工藝、新技術和新材料的可能性。例如，采用精密鍛造、壓鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等，可大大減少機械加工勞動量。 3.4.1確定毛坯的類型及制造方法 由于零件的材料為鑄鋁，零件的形狀規(guī)則，同時由于零件屬于中批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，為了便于生產(chǎn)故選用模鑄毛坯。 模鑄加工工藝的幾點優(yōu)勢：①由于有模膛引導金屬的流動，鑄件的形狀可以比較復雜；②鑄件內(nèi)部的鑄造流線比較完整，從而提高了零件的機械性能和使用壽命。③鑄件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料和切削加工工時；④生產(chǎn)率較高；⑤操作簡單，易于實現(xiàn)機械化；⑥生產(chǎn)批量越大成本越低。 從零件材料及力學性能要求，零件的結構形狀與大小，生產(chǎn)類型，現(xiàn)有生產(chǎn)條件，充分利用新工藝、新材料等多方面綜合考慮選擇模鑄加工工藝中的錘上模鑄。 3.4.2毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定 b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精 銑底面的工序偏差，按入體原則標注，考慮到高度方向上以下底面為尺寸基準，因此以軸承孔外圓面為粗基準先加工下底面，以加工后的平面為后面加工的精基準。底面的加工余量及工序尺寸 b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精 銑兩側面的工序偏差。為后面加工做基準，且加工后面工序裝夾方便。兩側 b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精 銑前后兩端面的工序偏差。因前端面是寬度方向上的尺寸基準，并為加工孔的一個精基準，因此在次道工序中以基準加工。 3.5 設計基準 設計基準是在零件設計圖紙上用來確定其他點、線、面的位置的基準。它是標注設計尺寸的起點。 工藝基準是在工藝過程（加工和裝配過程）中所采用的基準。它包括以下4種類型。 A工序基準。工序基準是在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準。所標注的倍加工面位置尺寸稱為工序尺寸。 B 定位基準。 定位基準是在加工中用于工件定位的基準。 作為基準的點、線、面，有時在工件上并不一定實際存在（如孔和軸的軸心線，兩平面之間的對稱中心面等），在定位時通過有關具體表面體現(xiàn)的，這些表面稱為定位基面。工件以回轉表面（如孔、外圓）定位時，回轉表面的軸心線是定位基準，而回轉表面就是定位基面，工件以平面定位時，其定位基準與定位基面一致。 C 測量基準。測量基準是測量工件的形狀、位置和尺寸誤差時所采用的基準。 D 裝配基準。裝配基準是在機器裝配時，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的對位置所采用的基準。 3.5.1粗基準的選擇 工件加工的第一道工序所用基準是粗基準，粗基準選擇得正確與否，不但與第一道工序有關，而其還將對該工件加工的全過程產(chǎn)生重大影響。選擇粗基準，一般應遵循以下幾項原則。 1 保證零件加工表面相對不加工表面具有一定位置精度的原則。 2 合理分配加工余量的原則 3 便于裝夾的原則。 4 粗基準一般不得重復使用的原則。 3.5.2精基準的選擇 選擇精基準時應從整個工藝過程來考慮如何保證零件的尺寸精度和位置精度，并使裝夾方便可靠。 1 基準重合原則。 應盡量選擇加工表面的設計基準作為精基準。 2 基準統(tǒng)一原則。 當工件某一表面作基準定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時，應盡早地將這個基準加工出來，并達到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均勻以它為精度進行加工。 3 互為基準原則。 對某些位置精度要求高的表面，可以采用互為基準、反復加工的方法來保證其位置精度，這就是互為基準的原則。 4 自為基準的原則。 對一些精度要求很高的表面，在精度加工時，為了保證加工精度，要求加工余量小而其均勻，這時可以已經(jīng)精加工過的表面自身作為定位基準，這就是自為基準的原則。 5 便于裝夾原則。 所選擇得精度，尤其是主要定位面，應有足夠大的面積和精度，以保證定位基準、可靠。同時還應使夾緊機構簡單、操作方便。 根據(jù)零件圖上標注的平行度，垂直度等位置要求，主要考慮互為基準和基準統(tǒng)一與基準重合原則，以粗加工后的底面（Φ36孔外端面）為主要的定位精基準，即以齒輪泵殼體的下底面為精基準?；鶞什恢睾蠒r應該在下文專門進行尺寸換算，此處不再重復。 3.6機械加工工藝過程方案和選擇 3.6.1工藝路線方案一 1 鑄造毛坯 鑄造毛坯 2 時效 時效處理 3 銑 粗銑精銑底面 4 車 車φ30外圓及端面 5 鉆 鉆鉸2-φ12孔 6 車 車前端面 7 車 車2-φ36孔 8 去毛刺 去毛刺 9 檢查 檢查 3.6.2工藝路線方案二 1 鑄造毛坯 鑄造毛坯 2 時效 時效處理 3 銑 粗銑底面 4 銑 精銑底面 5 車 車φ30外圓及端面 6 鉆 鉆鉸2-φ12孔 7 車 車前端面 8 車 車2-φ36孔 9 去毛刺 去毛刺 10 檢查 檢查 3.6.3兩個個工藝方案的比較與分析 以上方案大致看上去都是合理的，但仔細考慮零件的要求及可能采取的加工手段分析可知方案一:方案二相對來說，裝夾次數(shù)少，可減少機床數(shù)量、操作人員數(shù)量和生產(chǎn)面積還可減少生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作并能生產(chǎn)率高?？紤]工廠設備，能否借用工、夾、量具等具體條件，選擇方案二。最后根據(jù)工序方案二制定出詳細的工序劃分如下所示： 1 鑄造毛坯 鑄造毛坯 2 時效 時效處理 3 銑 粗銑底面 4 銑 精銑底面 5 車 車φ30外圓及端面 6 鉆 鉆鉸2-φ12孔 7 車 車前端面 8 車 車2-φ36孔 9 去毛刺 去毛刺 10 檢查 檢查 3.7機械加工余量、工序尺寸及公差 齒輪泵殼體零件材料為鑄鋁鋼，硬度為HBS 230—250，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的工序尺寸、機械加工余量如下： 工序30 粗銑底面 （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑底面A的加工余量為2mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（2個工位） 一個工位基本時間0.614min=37s 其中切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 7.633mm 其中d=60mm；； =3~5，取=4mm =220.8mm/min 工序4 精銑底面 （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 精銑時，背吃刀量一般為0.5―2mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.5mm。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.2mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表5-72，選擇切削速度。 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，取磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉速n： （B）確定時間定額（2次走刀） 一次走刀基本時間1.55min=93s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 7.633mm 其中d=60mm；； =3~5，取=4mm =84.88mm/min 工序5車φ30外圓及端面 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉位車刀。根據(jù)《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3mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故 ②.確定進給量 根據(jù)《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—11）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(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=1150。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.211—2），故實際進給力為： =1150=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(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，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(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～2111的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.112，0.8，=1.0，=1.0（見表1.40），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)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(shù)=0.73，=0.11，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)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1.36，車削時的入切量及超切量+=，則=+= == （3-8） 工步6：鉆鉸2-φ12孔 a. 確定背吃刀量 a=6mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表5-68，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為1.5mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表5-66,選擇切削速度Vc=10m/min （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（2次走刀鉸2個孔） 一次走刀基本時間0.071min=4s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 =2.2mm 其中D=10.5mm；； =13mm 工序8 車2-φ36孔 （A）確定切削用量 確定背吃用量 粗車時，為提高效率，一般選擇車削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程車完 確定進給量和切削速度 （1）根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表5-69，選擇進給量為f=0.5mm/r 切削速度為0.5m/s. （2）確定車刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計》表3-7取粗車時單刃車刀刀具的耐用度T=50min。 （3）確認機床主軸轉速 （B）確定時間定額 基本時間0.39min=23.3s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。。 4.29mm 其中1.5mm； =3~5，取=4mm 第4章 偏擺分度車床夾具 4.1問題的提出 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地切削加工、 熱處理、裝配等工藝過程中。 機床夾具按在不同生產(chǎn)類型中的通用性，可以分為通用夾具. 專用夾具. 可調(diào)夾具. 組合夾具等。本課題設計的是齒輪泵殼體加工中車2-Φ36孔工序?qū)Ｓ脢A具——偏擺分度車床夾具。 4.2 專用夾具的主要類型 （一）直線送進的專用夾具 這類夾具安裝在工作臺上，加工中工作臺是按直線進給方式運動的， 在洗削工序中，為了提高夾具的工作效率，對于這類夾具，可采用連動加緊機構和氣動，和液壓傳動裝置，也可采用多件多工位夾具使加工的機構時間和裝卸工件時間重合等項措施。 （二）圓周送進的專用夾具 圓周鉆削法的送進運動時連續(xù)的，能在不停車的情況下裝卸工件，因此是一種高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)。 設計圓周送進夾具時應注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少鉆刀的空程和夾具的尺寸和質(zhì)量；手柄沿轉臺的四周分布以便于操作，盡可能采用氣動液壓等機械化夾緊方式以減輕工人勞動強度。 （三）機械仿形送進的靠模夾具 靠模夾具時用來加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送進運動和由靠模獲得的輔助運動合成加工所需要的仿形運動。因此按照送進運動的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分成直線送進和圓周送進的兩種。采用靠模夾具可在一般萬能上加工出所需要的成形面以代替價格昂貴的靠模加工，這對于中小廠來說，通過采用夾具來擴大機床工藝用途，以解決缺少特殊設備問題，具有較大的技術經(jīng)濟意義。 4.3 專用夾具的設計要點 （一）由于鉆削過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，切削力較大而方向隨時多可能在改變。所以夾具應具有足夠的剛性和強度，夾具的重心應盡量低，夾具的高度于寬度之比應為1：1.25，并應有足夠排屑空間。 （二）夾緊裝置要有足夠的強度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能，一般在夾具上特別是粗鉆，不宜采用偏心夾緊。 （三）夾緊力應作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當從側面壓緊工件時，壓板在側面的著力點應低于工件側面支承點。 （四）為了調(diào)整和確定夾具與鉆刀的相對位置，應正確選用對刀裝置，對到裝置在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應在鉆刀開始切入工件的一端。 （五）切削和切削液應能順利地排除，必要時應開排屑孔。 （六）為了調(diào)整和確定夾具與機床工作臺軸線的相對位置，在夾具的外圓應具有兩個定向建，定向健與工作臺T形槽宜用單面貼合。當工作臺T形槽表面平整時可采用圓柱銷，精度高的或重型夾具宜采用夾具體上的找正基面。 4.4 夾緊裝置 在機械加工中，加工件將受到切削力，離心力，慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持有定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生震動或位移，一般在夾具結構中都必須設置一定的夾緊裝置，將工件可靠的夾緊。 1.夾緊裝置的組成 典型的夾緊裝置是由幾部分組成 （1）力源裝置。力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機動夾緊時所用的氣動，液壓，電動等動力裝置。 （2）中間遞力機構，。中間遞力機構是介于力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。一般遞力機構可以在傳遞加緊作用力過程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據(jù)需要亦可具有一定的自鎖性能。 （3）夾緊元件與夾緊機構。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。 以上就是夾緊裝置的基本設計內(nèi)容。 2.夾緊裝置的基本要求 (1)在夾緊過程中，工件應能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應離開定位置支承。 （2）夾緊力的大小要適當，可靠。既要是工件在加工過程中不產(chǎn)生移動和振動，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 （3）夾緊裝置應操作安全，方便，省力。 （4）夾緊裝置的自動化程度和復雜程度應與工件的產(chǎn)量和批量相適應。 4.5 夾具的設計 4.5.1定位基準的選擇 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。 方案一 1面也就是整個齒輪泵殼體的截面定位限制兩個自由度。 2面是齒輪泵殼體的地面定位限制三個自由度 3面是側面定位限制一個自由度。 方案二 1面是齒輪泵殼體的底面限制三個自由度。 2面是側面限制一個自由度。 3面是軸承孔外端面定位限制兩個自由度。 方案比較：方案一：是按照基準統(tǒng)一及基準重合原則確定的，有利于夾具的設計制造，加緊力方向指向定位元件剛性較大的方向，定位相對簡單。 方案二：是是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設計制造，但不容易保證空的軸線與外圓對稱面的重合，鉆頭進給的的軸向力完全由定位元件承受，很容易引起變形。 本工序車?25內(nèi)圓面，加工的切削力主要是刀頭進給時的軸向力和鉆削扭矩，樣工件軸向幾乎沒有切削力，所需要的加緊力不是很大。綜合考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及加工的具體情況，采用方案一。 4.5.2定位元件的設計 通過方案一來選擇設計定位元件 4.5.3切削力及夾緊力的計算 刀具： ① 粗車切削力：查《現(xiàn)代機床夾具設計》P104表，得車削切削力計算公式： 圓周分力Fc = 902 Kp 徑向分力Fp = 2383Kp 軸向分力Ff =3336Kp 其中——背吃刀量 2.3mm(?30) 4mm(?35) f——每轉進給量 0.16mm(?30) 0.3mm (?35) Vc—切削速度m/min 60(?30) 40(?35) Kp—修正系數(shù)1.08 1.63 0.70 所以切削?25時的各切削力 Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N 精車切削力：——背吃刀量0.5mm(?30) 0.7mm(?35) f——每轉進給量 0.13mm(?30) 0.2mm (?35) Vc—切削速度m/min 38(?30) 20(?35) Kp—修正系數(shù) 1.08 1.63 0.70 所以切削?36時的各切削力 Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N ② 車削夾緊力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時所需夾緊力計算公式： Wk = 式中Wk——實際所需夾緊力 K—安全系數(shù) α——彈簧夾頭的半錐角 u2——工件與夾具支承面的摩擦系數(shù) 則所需夾緊力 Wk=399（N） 根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 3、定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△B=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △Y=0.5δd=0.5×0.12mm=0.06mm 4.5.4加緊元件的設計 加緊元件由一個V型塊給齒輪泵殼體頂端一個向下的力來使工件加緊，而后的螺桿是為了在裝卸工件方便所做的設計 4.5.5緊固元件的選擇 由于夾具零件都是固定在夾具體上面的，所以應該選擇螺釘，由于夾具的設計尺寸面的寬度多為15或者20cm，尺寸較小，為了滿足強度要求以及在這么小的空間裝配拆裝，故選擇內(nèi)六角圓柱頭螺釘。 4.5.6夾具操作說明 本夾具用于CA6140上精車中心距為29±0.02mm的兩個齒輪孔和端面，兩個軸孔及底平面C。 工件以外圓、端面及側面在定位套2、擺動盤3和定位板6上定位。用兩塊壓板4、5將工件夾緊。 加工完一組孔后，松開兩個螺母7和8，拔出錐銷9，將擺動盤3以軸10為中心擺動，當另一分度孔對準夾具體上的定位錐孔時，插入錐銷9，擰緊螺母7和8，將擺動盤3壓緊在夾具體1上，即可鏜第二組孔。 圖4-1 偏擺分度車床夾具裝配圖 詳見CAD圖紙。 總結 制備和專用夾具設計過程中，從而使加工過程和夾具設計組件以待進一步提高。這樣的設計也遇到了很多問題，如安排在烹飪過程中，按時間順序排列，精密零件加工和勞動生產(chǎn)率所需的加工表面有顯著的影響。在一些步驟，用于執(zhí)行專用夾具的設計，部件，用于定位和夾緊力的夾緊和確定的方向的方式的方法的放置表面的選擇，所以出現(xiàn)問題。這些問題對勞動生產(chǎn)率和精密零件加工有直接影響，這些部件可以加工在保證精度的前提下，快速實現(xiàn)，易于提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。通過不懈努力和教練的悉心指導，檢查，以解決這些問題有很多的相關信息。最后，所有這些問題的解決方案，并已通過工件的尺寸確定夾具手動夾緊不是沒有必要的夾緊力。 設計完成后，通過這樣的設計，專業(yè)的知識和技能，進一步在未來從事專業(yè)技術工作打下了堅實的基礎增強。 參考文獻 (1) 郭成操 . 銑工基本技能. 成都：時代出版社，2007. 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