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說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)類(lèi)型 工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)題目 工序的機(jī)床專(zhuān)用夾具
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
學(xué)生姓名
完成日期
指導(dǎo)教師
目錄
目錄 2
一 零件的分析 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的工藝分析 1
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1確定毛坯的制造形式 2
2.2基面的選擇 2
2.3制定工藝路線 4
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 6
三 夾具設(shè)計(jì) 12
3.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 12
3.2設(shè)計(jì)方法和步驟 12
3.3夾緊裝置的設(shè)計(jì) 12
3.4導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 15
3.5繪制夾具結(jié)構(gòu)圖 15
3.6定位誤差分析與計(jì)算 15
3.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 17
總 結(jié) 18
參 考 文 獻(xiàn) 20
21
一 零件的分析
1.1零件的作用
發(fā)電機(jī)支架的作用，待查
1.2零件的工藝分析
發(fā)電機(jī)支架有2個(gè)加工面他們相互之間沒(méi)有任何位置度要求。
1：以A基準(zhǔn)端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是銑Φ28左端面，銑Φ28右端面，鉆上端Φ13孔。
2：以Φ13孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是鉆下端3-Φ13孔，銑M10x1.5螺紋上端面，鉆M10x1.5螺紋孔。
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2.2基面的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取A基準(zhǔn)端面作為定位基準(zhǔn)，。
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：
（1）“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)不重合引起的誤差。
（2）“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。
（3）“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)選擇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。
（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、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。
（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。
以已經(jīng)加工好的Φ13孔和一端面為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
2.3制定工藝路線
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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(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)成本盡量降下來(lái)。
制定以下兩種工藝方案：
制定以下兩種工藝方案：
方案一
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑
銑A基準(zhǔn)端面
4
銑
銑Φ28左端面
5
銑
銑Φ28右端面
6
鉆
鉆上端Φ13孔
7
鉆
鉆下端3-Φ13孔
8
銑
銑M10x1.5螺紋上端面
9
鉆
鉆M10x1.5螺紋孔
10
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
11
入庫(kù)
入庫(kù)
方案二
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
鉆
鉆上端Φ13孔
4
鉆
鉆下端3-Φ13孔
5
銑
銑A基準(zhǔn)端面
6
銑
銑Φ28左端面
7
銑
銑Φ28右端面
8
銑
銑M10x1.5螺紋上端面
9
鉆
鉆M10x1.5螺紋孔
10
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
11
入庫(kù)
入庫(kù)
工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工端面，再加工孔，然后加工螺紋孔及螺紋孔端面，工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求和位置度要求。而方案二先加工孔，再加工端面，不能保證加工精度要求，綜合考慮我們選擇方案一。
具體的加工路線如下：
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑
銑A基準(zhǔn)端面
4
銑
銑Φ28左端面
5
銑
銑Φ28右端面
6
鉆
鉆上端Φ13孔
7
鉆
鉆下端3-Φ13孔
8
銑
銑M10x1.5螺紋上端面
9
鉆
鉆M10x1.5螺紋孔
10
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
11
入庫(kù)
入庫(kù)
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
1、 不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。
2、 發(fā)電機(jī)支架的端面
由于發(fā)電機(jī)支架端面要與其他接觸面接觸，查相關(guān)資料知余量留2mm比較合適。
3、發(fā)電機(jī)支架的孔
毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為2mm
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)
工序：銑A基準(zhǔn)端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序：銑Φ28左端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿?
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序：鉆上端Φ13孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ13
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=15m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 367r/min
與367r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/min。現(xiàn)選取=400r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.429min
工序：銑M10x1.5螺紋上端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝750
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
6） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
.
工序：鉆M10x1.5螺紋孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機(jī)床選取
基本工時(shí)： min
攻螺紋M10mm：
選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
三 夾具設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
為了提高勞動(dòng)勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。經(jīng)指導(dǎo)老師與我協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序銑A端面的專(zhuān)用夾具。
3.2設(shè)計(jì)方法和步驟
3.2.1夾具類(lèi)型的確定
由于在銑面時(shí)是采用面銑刀進(jìn)行銑削，所以采用的是圓形對(duì)刀塊。
3.2.2定位裝置的設(shè)計(jì)
為了使定位誤差竟可能的小，決定采用控制六個(gè)自由度的定位方式實(shí)現(xiàn)完全定位。六個(gè)自由度分別由一個(gè)面加V型塊來(lái)控制五個(gè)自由度，一個(gè)擋銷(xiāo)來(lái)控制工件的轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.3夾緊裝置的設(shè)計(jì)
3.3.1夾緊機(jī)構(gòu)
夾緊裝置的好壞會(huì)影響工件加工的精度和表面粗糙度，也影響到加工的時(shí)間，因此在夾具中占有重要的地位。
在此次的夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，所采用的是手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。該夾緊機(jī)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，而且自鎖性能較好，夾緊力和夾緊行程較大，是手動(dòng)夾緊中用的最常見(jiàn)的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
3.3.2夾緊力的計(jì)算
(1)刀具： 圓柱銑刀
機(jī)床： X51立式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
(2)夾緊力的計(jì)算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
3.4導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向裝置用于引導(dǎo)刀具對(duì)工件的加工，可提高被加工孔的形狀精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。
對(duì)刀塊是銑床夾具所特有的零件，起導(dǎo)向作用，提高刀具剛度并保證被加工孔與工件其他表面的相對(duì)位置。由于此工序加工的是端面，所以我選用的是圓形對(duì)刀塊
3.5繪制夾具結(jié)構(gòu)圖
綜合上述的設(shè)計(jì)內(nèi)容，最終畫(huà)出夾具結(jié)構(gòu)圖，詳見(jiàn)CAD圖。
3.6定位誤差分析與計(jì)算
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。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ V型塊定位誤差 ：
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(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
當(dāng)夾具有制造誤差、工作過(guò)程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換V型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換V型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總 結(jié)
這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門(mén)科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專(zhuān)業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異。
回顧起此次設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。
這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問(wèn)題，也碰到了許多問(wèn)題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識(shí)，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！
參 考 文 獻(xiàn)
1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1983年
4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年
5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月
6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年
評(píng) 語(yǔ)
成績(jī) 指導(dǎo)教師（簽名） 日期