四沖程箱體的機(jī)械加工工藝及鉆8-φ12孔夾具設(shè)計(jì)
四沖程箱體的機(jī)械加工工藝及鉆8-φ12孔夾具設(shè)計(jì),沖程,箱體,機(jī)械,加工,工藝,12,十二,夾具,設(shè)計(jì)
寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
所在學(xué)院
機(jī)電學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班級
09機(jī)自4班（本）
學(xué)生姓名
林魯萍
學(xué)號
091280416
指導(dǎo)教師
敖榮慶
題 目
四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的工藝與夾具設(shè)計(jì)
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容與基本要求：（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計(jì)技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等）
（一）、畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容和目標(biāo)：此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是收集整理四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的加工工藝與指定工序的工裝夾具設(shè)計(jì)的資料，完成四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的加工工藝的工藝過程設(shè)計(jì)、四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的加工工藝的工序卡的設(shè)計(jì)計(jì)算和其指定工序的加工的工裝夾具的設(shè)計(jì)。要求繪制四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的零件圖、提交四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程等工藝技術(shù)文件和四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件指定工序的夾具設(shè)計(jì)總裝圖及其主要零件圖、并編寫四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的加工工藝及其工裝設(shè)計(jì)說明論文。其中有根據(jù)廣泛收集整理的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料擬稿文獻(xiàn)綜述；擬寫本畢業(yè)設(shè)計(jì)的開題報(bào)告；完成四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的零件圖測繪；四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的加工工藝的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；發(fā)動機(jī)箱體零件的加工工藝的工序卡的設(shè)計(jì)計(jì)算；發(fā)動機(jī)箱體零件指定工序的加工的工裝夾具的設(shè)計(jì)，并上交發(fā)動機(jī)箱體零件的指定工序的加工夾具設(shè)計(jì)總裝圖及其主要零件圖、并編寫發(fā)動機(jī)箱體零件加工工藝及其工裝設(shè)計(jì)說明論文。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)掌握機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)械制造過程和典型機(jī)械零部的的工藝方法及工藝裝備的設(shè)計(jì)制造，工作程序和工作步驟，能綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識解決工程實(shí)際問題，具備工程技術(shù)工作者的基本能力和素質(zhì)。
（二）、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：根據(jù)現(xiàn)有的四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件測繪零件圖；制定發(fā)動機(jī)箱體零件的加工工藝和設(shè)計(jì)指定工序的加工夾具的生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批大量生產(chǎn)；生產(chǎn)條為中型機(jī)床廠的生產(chǎn)條件。發(fā)動機(jī)箱體零件的工藝規(guī)程必須詳細(xì)完整；每道工序都應(yīng)有對應(yīng)的機(jī)械加工工序卡；每個工序卡都應(yīng)有工序簡圖、詳細(xì)的工步、并確定定位面、夾緊面、確定加工時所用到的刀具、量具、夾具和設(shè)備等工藝裝備。所設(shè)計(jì)的指定工序加工夾具必須有夾具的設(shè)計(jì)裝配圖和夾具的主要零件圖。
（三）、參考資料（文獻(xiàn)）：
1、機(jī)械制造技術(shù)方面書籍和文獻(xiàn)。
2、機(jī)械加工工藝原理方面的書籍和文獻(xiàn)。
3、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方面的文獻(xiàn)和資料。
4、機(jī)械制造工藝學(xué)與工裝設(shè)計(jì)方面的書籍和文獻(xiàn)。
5、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。
6、非標(biāo)裝備設(shè)計(jì)及非標(biāo)設(shè)計(jì)手冊等方面的書籍和資料。
二、畢業(yè)論文進(jìn)度計(jì)劃：1、收集畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，并篡寫文獻(xiàn)綜述。
2、英文資料翻譯。
3、擬寫開題報(bào)告。
4、測繪發(fā)動機(jī)箱體零件的零件圖。
5、對發(fā)動機(jī)箱體零件進(jìn)行工藝分析。
6、擬定發(fā)動機(jī)箱體零件的加工工藝設(shè)計(jì)方案和并對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證。
7、進(jìn)行發(fā)動機(jī)箱體零件的工藝路線設(shè)計(jì)。
8、設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)箱體零件的工藝規(guī)程。
9、設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)箱體零件指定工序的加工夾具,并繪制該夾具的總裝配圖和主要的零件圖.
10、編寫發(fā)動機(jī)箱體零件加工工藝及及其工裝設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
11、準(zhǔn)備答辨，并制答辯用PPT。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時間： 2012 年 9 月 1 日至 2013 年 4 月 12 日
計(jì) 劃 答 辯 時 間： 2013 年 5 月 12 日
三、專業(yè)（教研室）審批意見：
審批人（簽字）：
工作任務(wù)與工作量要求：原則上查閱文獻(xiàn)資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇；文獻(xiàn)綜述不少于3000字；文獻(xiàn)翻譯不少于2000字；畢業(yè)論文1篇不少于8000字，理工科類論文或設(shè)計(jì)說明書不少于6000字（同時提交有關(guān)圖紙和附件），外語類專業(yè)論文不少于相當(dāng)6000漢字。 提交相關(guān)圖紙、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、調(diào)研報(bào)告、譯文等其它形式的成果。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范及有關(guān)要求，請查閱《寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊》。
備注：學(xué)生一人一題，指導(dǎo)教師對每一名學(xué)生下達(dá)一份《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書》。
學(xué)院
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品圖號
零件圖號
1
產(chǎn)品名稱
零件名稱
四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
HT250
毛 坯 種 類
鑄造毛坯
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺 件 數(shù)
1
備 注
工
序
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)終
單件
1
下料
鑄坯、清理、噴丸。消除內(nèi)應(yīng)力、涂漆
鑄造
砂 箱
砂 箱
2
粗銑
粗銑上、下表面
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，銑刀
3
精銑
精銑底面兩圓柱凸臺底面，保證尺寸精度及表面粗糙度
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，銑刀
4
粗銑
粗銑兩側(cè)面
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，銑刀
5
粗銑
粗銑兩端面
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，銑刀
6
精銑
精銑上、下面
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，銑刀
7
精銑
精銑兩側(cè)面
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，銑刀
8
精銑
精銑兩端面
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，銑刀
9
粗鏜孔
粗鏜缸孔及主軸孔
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，鏜刀
10
粗鏜孔
粗鏜缸孔及凸輪軸孔
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，鏜刀
11
鉆孔
鉆后端面及上、下面各孔
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
12
鉆孔
斜油孔引窩
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
13
鉆孔
鉆缸蓋及兩側(cè)面各孔
輔助
車間
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
14
半精鏜孔
半精鏜缸孔及凸輪軸孔
機(jī)加工
鏜床
專用夾具，量具，鏜刀
15
鏜孔
鏜平衡軸止推槽
車間
專用夾具，量具，鏜刀
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
學(xué)院
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品圖號
零件圖號
1
產(chǎn)品名稱
零件名稱
四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
HT250
毛 坯 種 類
鑄造毛坯
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺 件 數(shù)
1
備 注
工
序
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)終
單件
1
鉆孔
鉆斜油孔
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
2
精鏜孔
精鏜缸孔及凸輪軸孔
機(jī)加工
銑床
專用夾具，量具，銑刀
3
鉆孔
鉆主軸承蓋結(jié)合面三孔，擴(kuò)缸蓋六孔
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
4
鉆孔
鉆、擴(kuò)、鉸、擠挺桿孔
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
5
攻螺紋
攻后端面及上、下面螺孔
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
6
攻螺紋
攻缸蓋及兩側(cè)面螺孔
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
7
鉆孔
鉆定位銷孔、鉆水孔
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
8
銑
銑內(nèi)腔小凸臺平面
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
9
鉆孔
攻主軸承蓋結(jié)合面M14螺紋
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
10
鉆孔
鉆孔、攻絲
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
11
鉆孔
鉆斜油孔
機(jī)加工
鉆床
鉆床夾具，量具，鉆頭
14
檢
檢驗(yàn)
機(jī)加工
15
庫
入庫
車間
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
寧XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體
零件的工藝與夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
本文是對四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件加工應(yīng)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(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。此外還對四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.
機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)兩套氣動夾具。
關(guān)鍵詞：四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
5
Abstract
This article is about the body parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design with two sets of pneumatic fixture.
Key words:,processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 3
Abstract 4
目 錄 5
第1章 緒論 7
1.1 機(jī)械加工工藝概述 7
1.2機(jī)械加工工藝流程 7
1.3夾具概述 8
1.4機(jī)床夾具的功能 8
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢 9
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 9
1.5.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 10
第2章 零件的分析 11
2.1 零件的作用 11
2.2 零件的工藝分析 11
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 12
3.1 毛坯的制造形式 12
3.2 基準(zhǔn)面的選擇 12
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 12
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 12
3.3 制訂工藝路線 12
3.3.1 工藝線路方案一 13
3.3.2工藝路線方案二 13
3.3.3 工藝方案的比較與分析 13
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 14
3.5 確定切削用量及基本工時 15
3.5.1 工序Ⅰ：銑削底面 15
3.5.2 工序Ⅱ：粗車左右端面和倒角 16
3.5.3 工序Ⅶ：銑頂面 19
3.5.4工序Ⅲ 鉆擴(kuò)底面各孔。 19
3.5.5 工序Ⅴ：精銑E、F端面 20
3.5.6 工序Ⅳ 鉆E、 F面孔 21
3.5.7工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜 23
第6章 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 25
6.1 問題的指出 31
6.2 夾具設(shè)計(jì) 31
6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 31
6.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 31
夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 31
6.3 定位誤差的分析 33
6.4 定位元件設(shè)計(jì) 33
6.5 定位誤差分析 35
6.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 35
6.7 夾具精度分析 37
6.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 38
總結(jié) 39
參 考 文 獻(xiàn) 40
致謝 41
第1章 緒論
1.1 機(jī)械加工工藝概述
機(jī)械加工工藝是指用機(jī)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(jìn)行加工的一個依據(jù)。
機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)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(xì)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(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)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(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機(jī)械加工工藝流程
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)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(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)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(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)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(jì)算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設(shè)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(shù)要求及檢驗(yàn)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(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)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(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
1.3夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)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(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)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)品的制造成本等，幫機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。
“工欲善其事，必先利其器。”
工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)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(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。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。
1.4機(jī)床夾具的功能
在機(jī)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(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）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(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)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。
（2）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，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。
（1）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。
（2）導(dǎo)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(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計(jì)表明，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(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)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(shí)際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)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(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
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(jī)床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.5.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個方面。
精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。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卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)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(yàn)）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(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)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(jī)床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
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)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)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(jié)構(gòu)。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(biāo)準(zhǔn)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(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。
45
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
題目所給定的零件是四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體（附圖1），其主要作用是保證對箱體起固定箱體各零部件作用。
2.2 零件的工藝分析
四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（查表1.4-28《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》）
1、底面
2、頂面
3、左端面
4、右端面
5、上下凸臺面
6、各面孔系
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT250，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為成批大量，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
3.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，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，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：
當(dāng)中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。
采用錐堵或錐套心軸。
精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找正。
3.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，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。
3.3.1 工藝線路方案一
05 鑄造 鑄坯、清理、噴丸。消除內(nèi)應(yīng)力、涂漆
10 銑 粗銑上、下表面
20 銑 粗銑兩側(cè)面
30 銑 粗銑兩端面
40 銑 精銑上、下面
50 銑 精銑兩側(cè)面
60 銑 精銑兩端面
70 鏜 粗鏜缸孔及主軸孔
80 鏜 粗鏜缸孔及凸輪軸孔
90 鉆 鉆后端面及上、下面各孔
95 鉆 斜油孔引窩
100 鉆 鉆缸蓋及兩側(cè)面各孔
110 鏜 半精鏜缸孔及凸輪軸孔
120 鏜 鏜平衡軸止推槽
130 鉆 鉆斜油孔
140 鏜 精鏜缸孔及凸輪軸孔
150 鉆 鉆主軸承蓋結(jié)合面三孔，擴(kuò)缸蓋六孔
160 鉆 鉆、擴(kuò)、鉸、擠挺桿孔
170 攻 攻后端面及上、下面螺孔
180 攻 攻缸蓋及兩側(cè)面螺孔
190 鉆 鉆定位銷孔、鉆水孔
200 銑 銑內(nèi)腔小凸臺平面
210 攻 攻主軸承蓋結(jié)合面M14螺紋
220 鉆 鉆孔、攻絲
230 鉆 鉆斜油孔
240 檢查
250 清洗 清洗3.3.2工藝路線方案二
05 鑄造 鑄坯、清理、噴丸。消除內(nèi)應(yīng)力、涂漆
10 鏜 粗鏜缸孔及主軸孔
20 鏜 粗鏜缸孔及凸輪軸孔
30 銑 粗銑上、下表面
40 銑 粗銑兩側(cè)面
50 銑 粗銑兩端面
60 銑 精銑上、下面
70 銑 精銑兩側(cè)面
80 銑 精銑兩端面
90 鏜 粗鏜缸孔及主軸孔
100 鏜 粗鏜缸孔及凸輪軸孔
110 鉆 鉆后端面及上、下面各孔
120 鉆 斜油孔引窩
130 鉆 鉆缸蓋及兩側(cè)面各孔
140 鏜 半精鏜缸孔及凸輪軸孔
150 鏜 鏜平衡軸止推槽
160 鉆 鉆斜油孔
170 鏜 精鏜缸孔及凸輪軸孔
180 鉆 鉆主軸承蓋結(jié)合面三孔，擴(kuò)缸蓋六孔
190 鉆 鉆、擴(kuò)、鉸、擠挺桿孔
170 攻 攻后端面及上、下面螺孔
180 攻 攻缸蓋及兩側(cè)面螺孔
190 鉆 鉆定位銷孔、鉆水孔
200 銑 銑內(nèi)腔小凸臺平面
210 攻 攻主軸承蓋結(jié)合面M14螺紋
220 鉆 鉆孔、攻絲
230 鉆 鉆斜油孔
240 檢查
250 清洗 清洗
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圓面和方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應(yīng)車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。
這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：
05 鑄造 鑄坯、清理、噴丸。消除內(nèi)應(yīng)力、涂漆
10 銑 粗銑上、下表面
20 銑 粗銑兩側(cè)面
30 銑 粗銑兩端面
40 銑 精銑上、下面
50 銑 精銑兩側(cè)面
60 銑 精銑兩端面
70 鏜 粗鏜缸孔及主軸孔
80 鏜 粗鏜缸孔及凸輪軸孔
90 鉆 鉆后端面及上、下面各孔
95 鉆 斜油孔引窩
100 鉆 鉆缸蓋及兩側(cè)面各孔
110 鏜 半精鏜缸孔及凸輪軸孔
120 鏜 鏜平衡軸止推槽
130 鉆 鉆斜油孔
140 鏜 精鏜缸孔及凸輪軸孔
150 鉆 鉆主軸承蓋結(jié)合面三孔，擴(kuò)缸蓋六孔
160 鉆 鉆、擴(kuò)、鉸、擠挺桿孔
170 攻 攻后端面及上、下面螺孔
180 攻 攻缸蓋及兩側(cè)面螺孔
190 鉆 鉆定位銷孔、鉆水孔
200 銑 銑內(nèi)腔小凸臺平面
210 攻 攻主軸承蓋結(jié)合面M14螺紋
220 鉆 鉆孔、攻絲
230 鉆 鉆斜油孔
240 檢查
250 清洗 清洗
以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“四沖程汽車發(fā)動機(jī)箱體”零件材料為HT250，硬度為HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為25kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。
根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
由于鑄件大量生產(chǎn)，毛坯制造方法采用砂型機(jī)器造型，由表3.1-24，鑄件尺寸公差等級為IT10級，表3.1-23選取錯箱值為1.0mm。
又見表3.1-27，得鑄鐵件加工余量等級為7級，表3.1-26選加工余量為6mm，所以可確定主要加工面的總余量見下表2-6。
表2-6 主要表面的毛坯尺寸及公差/mm
主要面尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差
上表面
330
6+6
342
0.046
下表面
330
6+6
342
0.052
兩側(cè)面
305.6
6+6
317.6
0.052
兩端面
330
6+6
342
0.052
缸孔3-89.4
89.4
3.5+3.5
82.4
0.011
主軸孔69
69
3.5+3.5
62
0.022
凸輪軸孔49
49
2.75+2.75
44.5
0.025
3.5 確定切削用量及基本工時
3.5.1 工序Ⅰ：粗銑兩端面面及60精銑兩端面面
本工序采用計(jì)算法確定切削用量
加工條件
工件材料：HT250，鑄造。
加工要求：粗銑兩端面面及60精銑兩端面面
表面粗糙度值R 為6.3。
機(jī)床：X6132臥式銑床。
刀具：刀片材料為YG6，
計(jì)算切削用量
確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計(jì)。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時,以及工件直徑為ф160時。
f=0.5~0.7mm/r
按C620—1車床說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: 按《切削手冊》表1.27,切削速度的
計(jì)算公式為
V=(m/min)…………………………2.1
式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)k見《切削手冊》表1.28,即
k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97
所以
V=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
n===253(r/min)
按機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與253r/min相近的機(jī)床
轉(zhuǎn)速有230r/min及305r/min?，F(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min，
則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=80m/min
計(jì)算切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1,取
L==42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.59(min)
（1） 工序10粗銑上下面及40精銑上下面， 工序30粗銑兩側(cè)面及60精銑兩側(cè)面計(jì)算過程同（1），略
3.5.2 工序Ⅱ：粗車左右端面和倒角
進(jìn)給量: 見《切削手冊》表1.4
V=(m/min)
=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===204(r/min)
按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度
V===75.1 m/min
檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力
F=CFafvk…………………………………2.2
式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15
k=(
k=0.73
所以
F=900
切削時消耗功率
P=
由《切削手冊》表1.30中C630-1機(jī)床說明書可知, C630-1主電動機(jī)功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時,主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。
檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力F=598N,徑向切削力F按《切削手冊》表1.29所示公式計(jì)算
F=CFafVk………………………………2.3
式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0
k=(
k=0.5
所以
F=530
而軸向切削力
F=CFafvk
式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0
k=(
k=1.17
軸向切削力
F=450
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3550N(見<<切削手冊>>表1.30),故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
切削工時：
t=
式中： L=105mm, L=4mm, L=0
所以
t=
（2） 粗車200外圓
實(shí)際切削速度
V==
計(jì)算切削工時： 按<<切削手冊>>表6.2-1，取
L=17mm, L=3mm, L=0mm
t=
（2） 粗車75外圓
取 n=305r/min
實(shí)際切削速度
V==
計(jì)算切削工時： 按<<切削手冊>>表6.2-1，取
L=83mm, L=3mm, L=0mm
t=
3.5.3 工序Ⅶ：銑頂面
銑床：X63
銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度：參照有關(guān)手冊，確定v=15m/min
=477.7r/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39）
取 =475r/min
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說明書，剛好有故直接選用該值。
計(jì)算切削工時
L=（60mm-30mm）=30mm
倒角1x45°采用90°锪鉆
3.5.4工序Ⅲ 鉆擴(kuò)底面各孔。
鉆孔
f=0.41mm/r
（見《切削手冊》表2.7）
r=12.25m/min
（見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
按機(jī)床選?。?
=136r/min（按《工藝手冊》表4.2-2）
所以實(shí)際切削速度
切削工時計(jì)算：
， =10mm， =4mm
=
3.5.5 工序Ⅴ：精銑E、F端面
銑X6132
（1） 精銑端面
Z=0.4mm
計(jì)算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=90min）
式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28
所以
按機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表4.2-8）與1023r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。
所以實(shí)際切削速度
計(jì)算切削工時
按《工藝手冊》表6.2-1取
， ， ， 則：
=
3.5.6 工序Ⅳ 鉆E、 F面孔
（1） 鉆6-M12
f=0.35mm/r
V=17mm/min
所以 n==401(r/min)
按機(jī)床選?。?
所以實(shí)際切削速度為：
切削工時
， ， 則：
=
t=6t=60.157=0.942min
（2） 鉆2底孔Φ8.5
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以n==487r/min
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
切削工時
， ， 則：
=
（3） 4深20，孔深24，底孔Φ8.5
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以 n==487r/min
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
切削工時
， ， 則：
=
（3） 攻螺紋孔2
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機(jī)床選取
則
實(shí)際切削速度
計(jì)算工時
， ， 則：
=
（4） 攻螺紋4-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機(jī)床選取
則
實(shí)際切削速度
計(jì)算工時
， ， 則：
=
3.5.7工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜缸孔及主軸孔
（1） 粗鏜孔
2Z=4.5mm則
Z=2.25mm
查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
， ， 則：
=
（2） 精鏜孔2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
計(jì)算切削工時
， ， 則：
=
（3） 細(xì)鏜孔至
由于細(xì)鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。
f=0.1mm/r
=425r/min
V=80m/min
第6章 鉆孔夾具設(shè)計(jì)
機(jī)床夾具概述
在對工件進(jìn)行機(jī)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(jī)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(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。
機(jī)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(jī)床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機(jī)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(zhǔn)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(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機(jī)床的分類
機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機(jī)床夾具進(jìn)行分類。
按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
1、 拼裝夾具。
2、 按使用機(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動機(jī)床夾具，自動線隨行夾具以及其他機(jī)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：
1、 將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺或花盤上
2、 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(diǎn)：
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(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”
d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本
工件在夾具中的定位
（1）工件的定位的基本原理
l 六點(diǎn)定則
用合理分布的六個支承點(diǎn)限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定位原則”，簡稱“六點(diǎn)定則”。
六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時，起支承點(diǎn)作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。
l 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系
工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時要限制，有時可不限制，視具體情況而定。習(xí)慣上，工件的六個自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。
在工件定位時，以下情況允許不完全定位：
a． 加工通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制。
b． 毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的角度自由度可不限制。
c． 加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。
夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度的定位稱為重復(fù)定位。重復(fù)定位分兩種情況：當(dāng)工件的一個或幾個自由度被重復(fù)限制，并對加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱為不可用重復(fù)定位。它將造成工件定位不穩(wěn)定，降低加工精度，使工件或定位元件產(chǎn)生變形，甚至無法安裝和加工。因此，不可用重復(fù)定位是不允許的。 當(dāng)工件的一個或幾個自由度被重復(fù)限制，但仍能滿足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增強(qiáng)工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復(fù)定位。在生產(chǎn)實(shí)際中，可用重復(fù)定位被大量采用
l 基準(zhǔn)、對定位元件的基本要求
a. 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)盡量使工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合；盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)使工件安裝穩(wěn)定，加工中所引起的變形最??；應(yīng)使工件定位方便，夾緊可靠。
b. 對定位元件的基本要求
足夠的精度、足夠的強(qiáng)度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。
（2）工件定位方式及其定位元件
a.工件以平面定位。工件以平面作為定位基準(zhǔn)時，所用定位元件一般可分為主要支承和輔助支承。主要支承用來限制工件的自由度，具有獨(dú)立定位的作用。輔助支承用來加強(qiáng)工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。
b.工件以圓柱孔定位。工件以圓柱孔為定位基準(zhǔn)，如套類、齒輪、撥叉等。此種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷、定位心軸和圓錐定位銷等。
c.工件以外圓柱面定位。工件以外圓柱面定位時，常用的定位元件有：V形塊、定位套和半圓套。
定位誤差的分析
造成定位誤差的原因有兩個：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生
基準(zhǔn)不重合誤差△b；二是定位基準(zhǔn)與限制位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤
差△y 。
基準(zhǔn)不重合誤差△b是一批工件逐個在夾具上定位時，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)
不重合而造成的加工誤差，其大小為定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。
基準(zhǔn)位移誤差△y是一批工件逐個在夾具上定位時，定位基準(zhǔn)相對于限位基
準(zhǔn)的最大變化范圍在加工尺寸方向上的投影
夾緊裝置的組成
(1)夾緊裝置的種類繁多，綜合起來其結(jié)構(gòu)均由兩部分組成。
a. 動力裝置 產(chǎn)生夾緊力。動力裝置是產(chǎn)生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源，夾緊分手動夾緊和機(jī)動夾緊。手動夾緊是靠人力；機(jī)動夾緊是采用動力裝置。常用的動力裝置有液壓裝置、氣動裝置、電磁裝置、電動裝置、氣-液聯(lián)動裝置和真空裝置等。
b. 夾緊裝置 傳遞夾緊力。動力裝置所產(chǎn)生的力或人力要正確地作用到工件上，需有適當(dāng)?shù)膫鲃訖C(jī)構(gòu)。傳遞機(jī)構(gòu)是把原動力傳遞給夾緊裝置。它由兩種構(gòu)件組成，一是接受原始作用力的構(gòu)件，二是中間傳力機(jī)構(gòu)。
(2)、夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求
夾緊裝置的設(shè)計(jì)和選用是否正確，都保證工件的精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動強(qiáng)度有很大的影響。因此，夾緊裝置應(yīng)滿足以下要求：
a. 夾緊過程中，不能破壞工件在定位時所處的正確位置。
b.夾緊力的大小適當(dāng)。保證工件在整個加工過程中的位置穩(wěn)定不變，夾緊可靠牢固，振動小，又不超出允許的變形。
c.夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大，越應(yīng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜、效率較高的夾緊裝置。
d.具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。力求簡單，便于制造維修，操作安全方便，并且省力。
夾緊力的確定
(1) 夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
a. 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(2) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具體
（1）夾具體毛坯的類型
a.鑄造夾具體
b.焊接夾具體
c.鍛造夾具體
d.裝配夾具體
e.型材夾具體
（2）夾具體應(yīng)滿足的幾本要求
a.應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。
b.力求結(jié)構(gòu)簡單及裝卸工件方便。
c.結(jié)構(gòu)工藝性好。
d.排除切削方便。
e.在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。
f.具有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。
分度裝置
（1）分度裝置的類型
a.回轉(zhuǎn)分度裝置。 回轉(zhuǎn)分度裝置是指工件在一次裝夾中，通過夾具的某些部分帶動工件轉(zhuǎn)動一定的角度完成多工位加工的分度裝置。
b.直線分度裝置。 是指工件在一次裝夾中，通過夾具的某些部分帶動工
件直線移動一定距離完成多工位加工的分度裝置。
（2）回轉(zhuǎn)分度裝置的組成
1) 回轉(zhuǎn)分度裝置由固定部分、轉(zhuǎn)動部分、對定機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)等組成。
a. 固定部分 固定部分是整個裝置的基礎(chǔ)，常與夾具體連接成一體。
b. 轉(zhuǎn)動部分 轉(zhuǎn)動部分是分度時隨之轉(zhuǎn)動的元件，實(shí)現(xiàn)工件的轉(zhuǎn)位。
c. 對定機(jī)構(gòu) 對定機(jī)構(gòu)的作用是轉(zhuǎn)位分度后，確保其轉(zhuǎn)動部分相對固定部分的位置，得到正確定位，實(shí)現(xiàn)分度要求。
e. 鎖緊機(jī)構(gòu) 鎖緊機(jī)構(gòu)是分度對定后將轉(zhuǎn)動部分和固定部分緊固在一起，減小加工時的振動，確保分度裝置的工作精度。
2)分度對定機(jī)構(gòu)
a.鋼球?qū)ΧC(jī)構(gòu)
b.槍栓式圓柱銷對定機(jī)構(gòu)
c.手拉式菱形銷對定機(jī)構(gòu)
d.齒輪齒條操縱的圓錐銷對定機(jī)構(gòu)
f.杠桿操作單斜面對定機(jī)構(gòu)
3)鎖緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)分度對定好之后，必須將轉(zhuǎn)盤鎖緊，以增強(qiáng)分度裝置的剛度和穩(wěn)定性。
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第6道工序——鉆12孔的鉆床專用夾具。
本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。
6.1 問題的指出
本夾具主要用來鉆8X12，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。
6.2 夾具設(shè)計(jì)
6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，6X12在圓周上均勻分布,尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對6孔進(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用螺旋夾緊。
6.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡單；
（2）擴(kuò)力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。
刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為12。
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(jì)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
所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
6.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。
6.4 定位元件設(shè)計(jì)
本工序選用的是兩銷與一面，定位基準(zhǔn)為一面兩孔，所對應(yīng)的定位元件是兩銷，一個為圓銷，另一個位菱形銷，因此主要設(shè)計(jì)為兩銷設(shè)計(jì)。由夾具裝配圖中可得兩銷中心距 其尺寸公差取工件孔中心距公差
所以兩孔中心距為： 兩孔尺寸：
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》削邊銷與圓柱銷的設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下：
（1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏
（2）確定圓柱銷直徑及其公差：
（——基準(zhǔn)孔最小直徑）
取
所以圓柱銷尺寸為70
（3）削邊銷的寬度b和B 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表2-1-3可換定位銷的規(guī)格及主要尺寸得）
（4）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙
其中：—基準(zhǔn)孔最小直徑 —圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙
（5）削邊銷直徑及其公差
按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造精度，其直徑公差帶為h6，根據(jù)《機(jī)械制圖》第六版附錄D表則菱形銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為
（6）補(bǔ)償值
6.5 定位誤差分析
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(zhǔn)位移誤差
（2）轉(zhuǎn)角誤差
其中：
6.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：工藝孔分鉆、擴(kuò)、鉸三個工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為即。再用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定擴(kuò)孔鉆的尺寸為，故鉆套尺寸為即。最后用的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)鉸刀尺寸為故鉆套孔徑尺寸為。
圖：快換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
d
H
D
公稱尺寸
允差
12
18
18
+0.023
+0.012
30
28
12
7
10
11.5
20.5
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
18
+0.018
0
24
25
+0.039
+0.025
1
0.6
鉆模板選用懸掛式鉆模板，在本夾具中選用的是氣動滑柱式鉆模板。利用夾具體內(nèi)安裝氣缸，使滑柱帶動升降板上升或下降由于氣缸始終作用故不需要自鎖機(jī)構(gòu)。
夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖2所示。
6.7 夾具精度分析
利用夾具在機(jī)床上加工時，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。
由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸及位置度公差及表面粗糙度。本道工序最后采用精鉸加工，選用GB1141—84鉸刀，直徑為，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。
該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（1）、各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為的理想圓柱面的控制。（2）、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸。（3）、當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸時可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（4）、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為時，相對于最大實(shí)體尺寸的偏離量為，此時軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值。即孔的位置度公差最小值為。
工藝孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸滿足。
工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿足。
影響兩工藝孔位置度的因素有（如下圖所示）：
（1）、鉆模板上兩個裝襯套孔的尺寸公差：
（2）、兩襯套的同軸度公差：
（3）、襯套與鉆套配合的最大間隙：
（4）、鉆套的同軸度公差：
（5）、鉆套與鉸刀配合的最大間隙：
所以能滿足加工要求。
6.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾具，本道工序的鉆床夾具選用夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大而這將使整個夾具過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。
總結(jié)
本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時。
在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
填料箱蓋零工藝規(guī)程氣動夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文
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