活塞環(huán)的加工工藝規(guī)程及銑45°開(kāi)口夾具設(shè)計(jì)

活塞環(huán)的加工工藝規(guī)程及銑45°開(kāi)口夾具設(shè)計(jì),活塞環(huán),加工,工藝,規(guī)程,45,開(kāi)口,啟齒,夾具,設(shè)計(jì) 活塞環(huán)的加工工藝規(guī)程及銑45°開(kāi)口夾具設(shè)計(jì) 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是活塞環(huán)的工藝規(guī)程及銑45°開(kāi)口夾具設(shè)計(jì)，根據(jù)老師給的圖紙要求進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)，在掌握零件作用的基礎(chǔ)上，對(duì)零件的工藝進(jìn)行分析。 針對(duì)設(shè)計(jì)給定的題目，設(shè)計(jì)出銑削45°開(kāi)口夾具的專用銑床夾具。主要有對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)、公差等。先對(duì)需要加工的零部件進(jìn)行了解，分析，以便更加精確的對(duì)其進(jìn)行加工，確定加工零件的標(biāo)準(zhǔn)；然后對(duì)每一個(gè)步進(jìn)行計(jì)算，算出每一道工序的切削用量；夾具設(shè)計(jì)包括：設(shè)計(jì)出對(duì)零件進(jìn)行定位，夾緊，還有對(duì)刀塊。夾具在定位零部件的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生誤差，這個(gè)誤差要在我們的合理控制范圍以內(nèi)，我們要充分了解夾具的優(yōu)缺點(diǎn)，以便改進(jìn)。 通過(guò)上面的設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算，圓滿的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有任務(wù)，在鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，還為自己步入社會(huì)夯實(shí)基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：活塞環(huán)；工藝規(guī)程；銑45°開(kāi)口；專用夾具；設(shè)計(jì) Abstract The topic of this graduation project is the process specification of piston ring and the design of 45 degree opening fixture for milling. According to the drawings given by the teacher, the process design and fixture design are carried out. Aiming at designing a given topic, a special milling fixture for milling 45 degree opening fixture is designed. There are mainly the design and tolerance of machine tools and fixtures. Firstly, the parts that need to be processed are understood and analyzed in order to process them more accurately and determine the standard of the parts. Then, the cutting parameters of each step are calculated and the cutting parameters of each process are calculated. When fixture locates parts, it will produce errors. This error should be within our reasonable control range. We should fully understand the advantages and disadvantages of fixture in order to improve. Through the above design, analysis and calculation, we have successfully completed all the tasks of this graduation project. While consolidating the knowledge learned by the university, we have also laid a solid foundation for ourselves to enter the society. Key words: piston ring; process regulation; milling 45 degree opening; special fixture; design I 目 錄 摘要 I 第1章 緒論 4 1.1 機(jī)床夾具概述 4 1.2 機(jī)床夾具的研究現(xiàn)狀 4 1.3 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 4 1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 6 1.5 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求 6 1.5.1 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 6 1.5.2 設(shè)計(jì)的基本要求 6 第2章 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 2.1 零件的作用、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及技術(shù)要求 8 2.1.1 零件的作用 8 2.1.2 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 8 2.1.3 零件的組成表面 8 2.2 零件的技術(shù)要求 8 2.3 零件的機(jī)械加工工藝性、材質(zhì)及熱處理要求 9 2.3.1 零件的機(jī)械加工工藝性 9 2.3.2 零件的材質(zhì) 9 2.4 基準(zhǔn)的選擇及加工方案的選擇與確定 9 2.4.1 基準(zhǔn)的選擇 9 2.4.2 加工方案確定 10 2.5 毛坯尺寸及工藝尺寸的確定 11 2.5.1 毛坯尺寸的確定 11 2.5.2 工藝尺寸的確定 11 2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 12 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 18 3.1 定位方案及定位元件的確定與選擇 18 3.1.1 定位基準(zhǔn)及定位尺寸的選擇 18 3.1.2 定位方案的確定 18 3.1.3 定位元件的選擇 18 3.2 夾緊方案及裝置的確定與選擇 19 3.2.1 夾緊方案的確定 19 3.2.2 夾緊元件的選擇 19 3.3 夾具體的確定 20 3.4 對(duì)刀裝置的確定 21 3.5 夾緊力的計(jì)算與校核 21 3.5.1 夾緊力的計(jì)算 21 3.5.2 夾緊力的校核 21 3.6 銑削力的計(jì)算與校核 22 3.6.1 銑削力的計(jì)算 22 3.6.2 銑削力的校核 22 3.7 定位誤差分析 23 第4章 結(jié)論 24 致謝 25 參考文獻(xiàn) 26 II 第1章 緒論 1.1 機(jī)床夾具概述 機(jī)床上鎖用的夾具的現(xiàn)狀：機(jī)床上所使用的夾具的作用是在機(jī)械加工的過(guò)程當(dāng)中，用來(lái)給加工零件進(jìn)行加固和定位的，讓給加工零件在機(jī)械加工過(guò)程之中有個(gè)比較精確的位置，這樣的東西我們叫做夾具 夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 近些年來(lái)，隨著機(jī)械加工迎來(lái)的大發(fā)展，當(dāng)下對(duì)夾具有提出了新的要求，更加的最求與效率和精確度，現(xiàn)有要求有下面這幾個(gè)： 1、能夠方便快捷的讓新的加工零件突入到身產(chǎn)當(dāng)中去，目的是節(jié)約加工的時(shí)間，有效的降低生產(chǎn)當(dāng)中所出現(xiàn)的成本； 2、能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3、能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4、能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5、通過(guò)其他的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)加工零件的快速、高效率的進(jìn)行夾住收緊，這樣一來(lái)可以有效的減少了技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和有效的提高了生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率； 6、提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.2 機(jī)床夾具的研究現(xiàn)狀 從目前國(guó)際加工局勢(shì)上來(lái)看俄羅斯、德國(guó)、美國(guó)是先進(jìn)夾具的組要生產(chǎn)國(guó)家，就國(guó)際局勢(shì)而言，現(xiàn)在夾具生產(chǎn)企業(yè)一般以小企業(yè)或者中小企業(yè)為主，專門生產(chǎn)各種先進(jìn)夾具锪夾具體，并且接收本國(guó)和其他出口過(guò)的的訂單，而專用性，高效使用性的通用型先進(jìn)夾具的發(fā)展和科研技術(shù)已經(jīng)一步步的走向成熟階段，其中的貿(mào)易訂單尚未統(tǒng)計(jì)完畢，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于中國(guó)在夾具的發(fā)展起步較早，所以，有一定的基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)的累積，并且，在價(jià)格上和其他國(guó)家相比較而言也同樣存在的較大的優(yōu)勢(shì)，伴隨著中國(guó)加入世界貿(mào)易組織，其中的商業(yè)價(jià)值也隨之加大，特別現(xiàn)在流行的網(wǎng)絡(luò)交易也悄然升溫，具有進(jìn)一步擴(kuò)大。 1.3 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 就時(shí)下機(jī)械加工而言，夾具體的發(fā)展方向正隨著全球化發(fā)展，而主要的發(fā)展方向是，夾具體的通用標(biāo)準(zhǔn)化，精確密度的通用化，生產(chǎn)效率的提高化，柔性化的制造過(guò)程以及劃分制造時(shí)的步驟化。 1、標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2、精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 3、高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/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。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 4、柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：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、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 5、模塊化 模塊化的設(shè)計(jì)省時(shí)、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具的系統(tǒng)中，為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)和用戶使用檔案庫(kù)，可進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行夾具的三維實(shí)體組裝。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，為用戶提供正確、合理的配套方案，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。 1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 由于專用夾具的設(shè)計(jì)制造在很大程度上影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件和生產(chǎn)成本，因此，他是各機(jī)械制造廠新產(chǎn)品投資、老產(chǎn)品改進(jìn)和工藝更新中的一項(xiàng)重要生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，也是每一個(gè)從事機(jī)械加工工藝的技術(shù)人員必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，所以應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面的作用： 1、保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 2、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本 3、改善工人勞動(dòng)條件 4、在流水線生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍。 1.5 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求 1.5.1 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 1、針對(duì)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。 專用夾具是為某零件的某工序設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機(jī)床、刀具，鋪具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。 2、保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把住定位方案的確定和精度分析這兩道關(guān)。對(duì)于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。 3、夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。 夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個(gè)人設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可能大不相同。而不同復(fù)雜程度的家具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟(jì)效果也不一樣，設(shè)計(jì)人員必須使自己的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟(jì)性。 4、夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來(lái)保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。 1.5.2 設(shè)計(jì)的基本要求 夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和使用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個(gè)字，其中好用主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際制造和維修水平為前提。具體要求為： 1、夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。 2、保證工件精度。 3、保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測(cè)量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，保證安全第一。 4、注意結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問(wèn)題應(yīng)通盤考慮，以降低制造成本。 25 第2章 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 零件的作用、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及技術(shù)要求 2.1.1 零件的作用 活塞環(huán)是用于嵌入活塞槽溝內(nèi)部的金屬環(huán)。活塞環(huán)是一種具有較大向外擴(kuò)張變形的金屬?gòu)椥原h(huán)，它被裝配到刨面與其相應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)。往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞環(huán)，依靠氣體或液體的壓力差，在環(huán)外圓面和氣缸以及和環(huán)槽的一個(gè)側(cè)面之間形成密封。活塞環(huán)作用包括密封、調(diào)節(jié)機(jī)油、導(dǎo)熱、導(dǎo)向等作用。各部分尺寸在零件圖中進(jìn)行了詳細(xì)標(biāo)注。如圖2.1： 圖2.1 零件圖 2.1.2 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 通過(guò)資料的參看我們能夠知道，依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求，用以確定的一些點(diǎn)、線、面稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 依據(jù)對(duì)零件的分析，本次設(shè)計(jì)零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為Ф340mm的軸線。 2.1.3 零件的組成表面 Ф340的外圓柱面；寬度為11mm的圓柱內(nèi)孔；厚度為8mm的上下端面；45°開(kāi)口槽；37.8—38.1自由狀態(tài)開(kāi)口尺寸，C1倒角尺寸。 2.2 零件的技術(shù)要求 1、熱處理硬度91-107HRB； 2、環(huán)的端面翹曲度≤0.07mm； 3、上下端面平行度公差為0.05mm； 4、彈力允差±20%以內(nèi)，彈力19.7kg； 5、漏光檢查，環(huán)的外圓柱面與量具間歇不大于0.05mm，整個(gè)圓周上漏光不能多于2處，淡出弧長(zhǎng)不超過(guò)25°弧長(zhǎng)，兩處弧長(zhǎng)之和不大于45°弧長(zhǎng)，且距開(kāi)口處不小于30°； 6、退磁處理； 7、環(huán)的金相組織是分布均勻的細(xì)片狀珠光體，不允許有游離的滲碳體存在； 8、材料HT20； 9、厚度為8mm上下端面的表面粗糙度公差為3.2um；其余未注表面的表面粗糙度公差為12.5um。 2.3 零件的機(jī)械加工工藝性、材質(zhì)及熱處理要求 2.3.1 零件的機(jī)械加工工藝性 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用性能的前提下，是否能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本方便地加工出來(lái)的特性。所設(shè)計(jì)的軸套零件有利于達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和有利于減少加工的勞動(dòng)量。 本次設(shè)計(jì)的零件主要加工的表面有外圓柱面、孔及端面等等。這些都是能夠很容易滿足的。因此，該零件的機(jī)械加工工藝性較好。 2.3.2 零件的材質(zhì) 因?yàn)榱慵牧鲜荋T200，因?yàn)榇笠?guī)模生產(chǎn)的零部件沒(méi)有輪廓尺寸，采用機(jī)械造型用砂鑄造，翻砂，鑄造兩個(gè)準(zhǔn)確性，以確保鑄件的尺寸要求，這也應(yīng)該從提高生產(chǎn)率考慮，確保加工精度。在正常情況下的一部分屬于該批次的生產(chǎn)水平，以及不屬于輪廓的大小，它可以用于機(jī)械建模，可以提高生產(chǎn)率，確保精確度。 2.4 基準(zhǔn)的選擇及加工方案的選擇與確定 2.4.1 基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序，夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。 定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)成為粗基準(zhǔn)，使用經(jīng)過(guò)加工表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時(shí)，先進(jìn)行精基準(zhǔn)的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來(lái)，再考慮用什么樣的粗基準(zhǔn)來(lái)加工精基準(zhǔn)。 1.粗基準(zhǔn)的選擇原則 為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡量選光滑平整，無(wú)飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。 2.精基準(zhǔn)的選擇原則 “基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。 “自為基準(zhǔn)“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 “互為基準(zhǔn)“原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則，分析本零件，根據(jù)氣門搖臂零件圖，本零件帶有孔的形狀比較簡(jiǎn)單的零件。 粗基準(zhǔn)的選擇：φ318的圓柱孔是零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也比較適合作零件上眾多表面加工的定位基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：φ340外圓柱的軸線是精基準(zhǔn)。 2.4.2 加工方案確定 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級(jí)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)的情況下，可以考慮盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案： 工序1：鑄造 工序2：熱處理 工序3：車削 工步1）：粗車φ340的外圓 工步2）：粗車φ318的內(nèi)圓 工步3）：粗車φ340左端面 工步4）：粗車φ340右端面 工步5）：精車φ340的外圓，保證尺寸340、保證Ra3.2 工步6）：精車φ318的內(nèi)圓，保證尺寸318、保證Ra3.2 工步7）：精車φ340左端面，保證尺寸13、保證Ra3.2 工步8）：精車φ340右端面，保證尺寸12、保證Ra3.2 工序4、倒角 工序5、銑削45°開(kāi)口環(huán) 工序6：清洗 工序7：終檢 工序8：入庫(kù) 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝卡片”。 2.5 毛坯尺寸及工藝尺寸的確定 2.5.1 毛坯尺寸的確定 1、選擇毛坯 根據(jù)待加工件的工作特點(diǎn)和工作的環(huán)境，我們要選擇合適的制造毛坯，毛坯材料選擇的合理，我們?cè)诩庸さ臅r(shí)候能夠很好的保證它的各項(xiàng)加工指標(biāo)，起到事半功倍的作用。另外還能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省一定的費(fèi)用，當(dāng)然了我們?cè)O(shè)計(jì)的毛坯結(jié)構(gòu)要和待加工件的構(gòu)造基本相似。 本文涉及到的零件它的毛坯制造方式一本取決于零件本身的結(jié)構(gòu)、大小、加工精度等等。 因?yàn)槲裥?、切削加工性?hào)、鑄造性號(hào)的TH200灰鑄鐵，其市場(chǎng)價(jià)格比較便宜，生產(chǎn)它的設(shè)備也是比較簡(jiǎn)單的。因而，這種材料在整個(gè)機(jī)械零件當(dāng)中占有的比重還是比較大的。這一類材料應(yīng)用在機(jī)械領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、電工電子領(lǐng)域。以及大部分形狀復(fù)雜的零件。分析本零件的工作過(guò)程可以知道這個(gè)零件在工作過(guò)程中受到一定的沖擊載荷，TH200灰鑄鐵是能夠保證其強(qiáng)度的。并且他的外部尺寸也不是太大的。因而，我們可以考慮采用成型鑄造。 綜合分析后，確定本零件采用HT200灰鑄鐵鑄造。具體構(gòu)造見(jiàn)圖2.2。 圖2.2 毛坯圖 2.5.2 工藝尺寸的確定 根據(jù)上述加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸如下： 工序1：鑄造 工序2：熱處理 工序3：車削 工步1）：粗車φ340的外圓 根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，粗車φ340的外圓時(shí)的單邊余量是1.5 工步2）：粗車φ318的內(nèi)圓 根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，粗車φ318的內(nèi)圓時(shí)的單邊余量是1.5 工步3）：粗車φ340左端面 根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，粗車兩端面時(shí)的單邊余量是1.5 工步4）：粗車φ340右端面 根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，粗車兩端面時(shí)的單邊余量是1.5 工步5）：精車φ340的外圓，保證尺寸340、保證Ra3.2 根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，精車φ340的外圓時(shí)單邊余量是1 工步6）：精車φ318的內(nèi)圓，保證尺寸318、保證Ra3.2 根據(jù)相關(guān)手冊(cè), 精車φ318的內(nèi)圓時(shí)的單邊余量是1 工步7）：精車φ340左端面，保證尺寸13、保證Ra3.2 根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，精車左端面時(shí)的單邊余量是1 工步8）：精車φ340右端面，保證尺寸12、保證Ra3.2 根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，精車右面時(shí)的單邊余量是1 工序4：倒角 工序5：銑削45°開(kāi)口環(huán) 工序6：清洗 工序7：終檢 工序8：入庫(kù) 2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 工序1：鑄造 工序2：熱處理 工序3：車削 工步1）：粗車φ340的外圓 確定車床：本次車削時(shí)，將采用CA6140臥式車床 確定車刀：選擇YT15硬質(zhì)合金車刀 本工序?yàn)榇周嚘?40的外圓。加工材料為HT200，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 1、確定背吃刀量：查閱相關(guān)手冊(cè)可知得。 2、確定進(jìn)給量f：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 3、確定切削速度v：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 4、確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取 5、故實(shí)際切削速度 6、切削工時(shí)： 7、輔助工時(shí)： 工步2）：粗車φ318的內(nèi)圓 確定車床：本次車削時(shí)，將采用CA6140臥式車床 確定車刀：選擇YT15硬質(zhì)合金車刀 本工序?yàn)榇周嚘?18的內(nèi)圓。加工材料為HT200，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 1、確定背吃刀量：查閱相關(guān)手冊(cè)可知得。 2、確定進(jìn)給量f：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 3、確定切削速度v：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 4、確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取 5、故實(shí)際切削速度 6、切削工時(shí)： 7、輔助工時(shí)： 工步3）：粗車φ340左端面 確定車床：本次車削時(shí)，將采用CA6140臥式車床 確定車刀：選擇YT15硬質(zhì)合金車刀 本工序?yàn)榇周嚘?40的左端面。加工材料為HT200，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 1、確定背吃刀量：查閱相關(guān)手冊(cè)可知得。 2、確定進(jìn)給量f：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 3、確定切削速度v：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 4、確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取 5、故實(shí)際切削速度 6、切削工時(shí)： 7、輔助工時(shí)： 工步4）：粗車φ340右端面 確定車床：本次車削時(shí)，將采用CA6140臥式車床 確定車刀：選擇YT15硬質(zhì)合金車刀 本工序?yàn)榇周嚘?40的右端面。加工材料為HT200，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 1、確定背吃刀量：查閱相關(guān)手冊(cè)可知得。 2、確定進(jìn)給量f：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 3、確定切削速度v：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 4、確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取 5、故實(shí)際切削速度 6、切削工時(shí)： 7、輔助工時(shí)： 工步5）：精車φ340的外圓，保證尺寸340、保證Ra3.2 確定車床：本次車削時(shí)，將采用CA6140臥式車床 確定車刀：選擇YT15硬質(zhì)合金車刀 本工序?yàn)榇周嚘?40的外圓。加工材料為HT200，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 1、確定背吃刀量：查閱相關(guān)手冊(cè)可知得。 2、確定進(jìn)給量f：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 3、確定切削速度v：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 4、確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取 5、故實(shí)際切削速度 6、切削工時(shí)： 7、輔助工時(shí)： 工步6）：精車φ318的內(nèi)圓，保證尺寸318、保證Ra3.2 確定車床：本次車削時(shí)，將采用CA6140臥式車床 確定車刀：選擇YT15硬質(zhì)合金車刀 本工序?yàn)榇周嚘?18的外圓。加工材料為HT200，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 1、確定背吃刀量：查閱相關(guān)手冊(cè)可知得。 2、確定進(jìn)給量f：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 3、確定切削速度v：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 4、確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取 5、故實(shí)際切削速度 6、切削工時(shí)： 7、輔助工時(shí)： 工步7）：精車φ340的左端面，保證尺寸8、保證Ra3.2 確定車床：本次車削時(shí)，將采用CA6140臥式車床 確定車刀：選擇YT15硬質(zhì)合金車刀 本工序?yàn)榇周嚘?40的左端面。加工材料為HT200，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 1、確定背吃刀量：查閱相關(guān)手冊(cè)可知得。 2、確定進(jìn)給量f：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 3、確定切削速度v：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 4、確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取 5、故實(shí)際切削速度 6、切削工時(shí)： 7、輔助工時(shí)： 工步8）：精車φ340的右端面，保證尺寸7、保證Ra3.2 確定車床：本次車削時(shí)，將采用CA6140臥式車床 確定車刀：選擇YT15硬質(zhì)合金車刀 本工序?yàn)榇周嚘?40的右端面。加工材料為HT200，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 1、確定背吃刀量：查閱相關(guān)手冊(cè)可知得。 2、確定進(jìn)給量f：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 3、確定切削速度v：查閱相關(guān)手冊(cè)可知 4、確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取 5、故實(shí)際切削速度 6、切削工時(shí)： 7、輔助工時(shí)： 工序4：倒角 工序5：銑削45°開(kāi)口環(huán) 確定銑床：本次粗銑削加工時(shí)，將采用XA5032立式銑床 確定刀具：選用盤狀銑刀，，； 切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，取； 主軸轉(zhuǎn)速； 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取。 故實(shí)際切削速度： 當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的進(jìn)給量應(yīng)為 切削工時(shí)： 輔助工時(shí)： 工序6：清洗 工序7：終檢 工序8：入庫(kù) 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)專門的夾具，能夠很好的提高生產(chǎn)效率，提高加工零件的質(zhì)量，同時(shí)還能夠減少勞動(dòng)力。我們選擇銑45°開(kāi)口夾具設(shè)計(jì)。 3.1 定位方案及定位元件的確定與選擇 3.1.1 定位基準(zhǔn)及定位尺寸的選擇 依據(jù)零件圖在進(jìn)行定位方案設(shè)計(jì)之前，選擇Ф318圓柱內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)。同時(shí)我們將Ф318圓柱內(nèi)孔及厚度為尺寸8mm作為主要定位尺寸。 3.1.2 定位方案的確定 我們選用的夾具主要被用在XA5032立式銑床，因?yàn)檫@個(gè)零件的上下端面等都被加工過(guò)的，所以我們選擇零件的端面作為定位的基本準(zhǔn)則，這樣可以有三個(gè)方向的自由度。另外，在Ф318圓柱內(nèi)孔120°方向上均勻分布3個(gè)工件定位銷（依據(jù)的設(shè)計(jì)原則是3點(diǎn)可以確定一個(gè)面），這樣可以完成對(duì)工件的完全定位。 其余零件的定位也采用的“一面兩孔”的定位方案進(jìn)行。 3.1.3 定位元件的選擇 本夾具設(shè)計(jì)選擇的定位元件有夾具體、工件底座、圓柱銷及工件定位銷等等。具體構(gòu)造見(jiàn)圖3.1二維定位裝置。 圖3.1 二維定位裝置圖 3.2 夾緊方案及裝置的確定與選擇 3.2.1 夾緊方案的確定 （1）待加工件夾緊方案的確定 利用活塞環(huán)的上表面、夾緊板、支承套、雙頭螺栓及其六角螺母對(duì)其進(jìn)行上下方向的夾緊。 （2）其他零件夾緊方案的確定：采用內(nèi)六角螺栓對(duì)其進(jìn)行夾緊。 3.2.2 夾緊元件的選擇 （1）工件夾緊元件的選擇 采用的2個(gè)雙頭螺栓、六角螺母、夾緊板及夾緊板支承套作為夾緊元件。 （2）其他零件夾緊元件的選擇 采用的2個(gè)內(nèi)六角螺栓。 （3）對(duì)刀塊夾緊元件的選擇 采用的是2個(gè)內(nèi)六角螺栓。具體構(gòu)造見(jiàn)圖3.2二維夾緊裝置。 圖3.2 二維夾緊裝置圖 3.3 夾具體的確定 結(jié)合之前的分析，我們用HT200的灰鑄鐵來(lái)作為夾具的材料。具體構(gòu)造見(jiàn)圖3.3： 圖3.3 夾具體零件圖 3.4 對(duì)刀裝置的確定 我們這道程序的要求是要對(duì)被加工的面進(jìn)行銑削加工，最后才能實(shí)現(xiàn)圖上所要求的加工要求，所以我們?cè)趭A具設(shè)計(jì)的時(shí)候設(shè)計(jì)了對(duì)刀塊，用作刀具導(dǎo)向元件。 3.5 夾緊力的計(jì)算與校核 3.5.1 夾緊力的計(jì)算 選定壓緊螺母的尺寸為，選擇銑刀尺寸為直徑d=10mm的銑刀，齒數(shù)。 計(jì)算切屑力：根據(jù)刀具用高速鋼，工件材料為灰鑄鐵，則切削力為 ，計(jì)算得切削力F=105N。 3.5.2 夾緊力的校核 為防止工件移動(dòng)而需要的夾緊力為： 其中，為安全系數(shù)，取2.4。為工件與壓板間的軸向摩擦因數(shù)，取為0.4。則計(jì)算得需要的夾緊力為128N。 根據(jù)公式：可知直徑為30mm的螺桿和M30的螺母夾緊力為325N，因?yàn)?故能滿足夾緊力的要求。 3.6 銑削力的計(jì)算與校核 3.6.1 銑削力的計(jì)算 刀具：硬質(zhì)合金銑刀 根據(jù)我們?cè)趯?shí)際中的加工零件的經(jīng)驗(yàn)可以知道，加工的時(shí)候其主要的力就是銑削方向上的力道,也就是說(shuō)跟工作臺(tái)相互垂直,我們根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南可以知道，切削力計(jì)算公式為： 其中：，，，，， ，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃形狀有關(guān),取1.33；與刀具鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則： 3.6.2 銑削力的校核 實(shí)際銑削力的計(jì)算公式為：，（） 其中：—實(shí)際銑削力；—理論銑削力；—總安全系數(shù)；—不同因素的安全系數(shù)。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表得： 基本安全系數(shù)；加工性質(zhì)系數(shù)；刀具鈍化程度系數(shù)；切削特點(diǎn)系數(shù)；穩(wěn)定性系數(shù)；力矩作用下工件與支撐面接觸情況系數(shù) 則：，取。 根據(jù)施加銑削力后z方向的作用力平衡得： 其中：—工件的重力；—夾緊機(jī)構(gòu)與工件之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)；—支承釘與工件之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù) 則理論銑削力為： 則實(shí)際總銑削力為： 則銑削力滿足夾緊條件。 3.7 定位誤差分析 本夾具的定位表面為工序所要求的基準(zhǔn)面，所以基準(zhǔn)不重合誤差ΔJB=0；由于G面是非加工表面，根據(jù)其制造方式，其表面粗糙度為Ra6.3，基準(zhǔn)位移誤差ΔJw=0.025。 總定位誤差Δdw=ΔJB+ΔJw=0.025＜=0.1（尺寸自由公差），因此該夾具滿足精度要求。 第4章 結(jié)論 課程設(shè)計(jì)是對(duì)一門課或者某一學(xué)生領(lǐng)域所學(xué)知識(shí)與能力的綜合應(yīng)用和檢測(cè)，是每一個(gè)合格的大學(xué)生的必經(jīng)過(guò)程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計(jì)思想；也同時(shí)讓我們掌握了夾具設(shè)計(jì)的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識(shí)能力。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們大量閱讀了各種機(jī)床夾具資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，認(rèn)真探討了機(jī)床夾具領(lǐng)域內(nèi)的各種基本知識(shí)點(diǎn)。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對(duì)自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識(shí)，而且也對(duì)自己的知識(shí)面進(jìn)行了拓寬。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖的過(guò)程中，使用了AUTOCAD繪圖軟件，并同時(shí)進(jìn)行了手工繪圖，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識(shí)，進(jìn)一步提高了繪圖識(shí)圖的能力。 在本次課程設(shè)計(jì)中，我得到指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)，細(xì)心教誨，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)的給我解答疑難，讓我在本次課程設(shè)計(jì)中得到了自己能力上的長(zhǎng)進(jìn)和知識(shí)上的飛躍，這對(duì)我的將來(lái)都會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。并且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還有其他老師和同學(xué)的熱忱幫助，在此表示由衷的感謝！ 致謝 設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了老師耐心的指導(dǎo)。老師非常關(guān)注我的設(shè)計(jì)進(jìn)程，為我細(xì)心的講解，幫助我理順設(shè)計(jì)的思路，熱忱鼓勵(lì)和精心點(diǎn)撥，老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、高度的責(zé)任感使我受益非淺。請(qǐng)?jiān)试S我對(duì)您表達(dá)我最衷心的感謝！這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還得到了其他老師和同學(xué)的熱心幫助，他們的建議使我的論文更加嚴(yán)謹(jǐn)。在此也一并表示感謝！ 最后再次感謝我的老師、同伴及所有幫助我的人。祝你們?nèi)f事如意！同時(shí)也祝愿我的母校越來(lái)越好。 參考文獻(xiàn) [1] 王先逵.機(jī)械加工工藝規(guī)程制定[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2008.6 [2] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [3] 李慶余,張佳. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003 [4] 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)(第9版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001 [5] 徐鴻本.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2004 [6] 維普中文期刊數(shù)據(jù)庫(kù)和CNKI中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) [7] 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