1課程設計（論文）題 目 殼體機械加工工藝規(guī)程及夾具設計所屬系部 所屬專業(yè)所屬班級 學 號學生姓名 指導教師起訖日期2摘 要本文是對殼體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。此外還對殼體零件的工序的加工設計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。關鍵詞：殼體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具3目 錄摘 要 2目 錄 31 緒 論 52 零件的分析 62.1 零件的工藝分析 .62.2 零件的工藝要求 63 工藝規(guī)程設計 73.1 加工工藝過程 73.2 確定各表面加工方案 .83.2.1 考慮因素 .83.2.2 加工方案的選擇 .83.3 確定定位基準 93.3.1 粗基準的選擇 93.3.2 精基準選擇的原則 93.4 工藝路線的擬訂 93.4.1 工序的合理組合 93.4.2 工序的集中與分散 103.4.3 加工階段的劃分 103.4.4 加工工藝路線方案的比較 113.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 133.5.1 毛坯的結構工藝要求 133.5.2 零件的偏差計算 133.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 134 鉆 2-Φ7孔、攻 2-M6 孔工序的夾具設計 .194.1 設計要求 .194.2 夾具設計 .194.2.1 定位基準的選擇 .194.2.2 切削力及夾緊力的計算 .194.3 定位誤差的分析 .2144.4 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 .214.5 確定夾具體結構和總體結構 234.6 夾具設計及操作的簡要說明 .24總 結 25參考文獻 26致謝 2751 緒 論機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)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(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質量的重要保證的重要依據(jù)。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(chǎn)品的質量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)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(chǎn)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(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。62 零件的分析2.1 零件的工藝分析圖 2-1 殼體殼體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，其有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。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、小孔。⑴ 以上端面、下端面為主有：① 零件上端面加工，其粗糙度要求是 ；6.3Ra?②下端面平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。2.7⑵ 孔系加工有： ①Φ85H8 及 Φ14H7 孔、?62H8 和 ?62H9 孔鉆擴鉸孔加工，其表面粗糙度為 ；1.6Ra?零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)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(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批1~3m量生產(chǎn)。上面主要是對零件的結構、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(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。83 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(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)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(jù)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(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產(chǎn)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(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)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(xiàn)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（9） ，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。79IT:aR（3）2-φ7 孔、攻 2-M6 孔孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。6.1?（4）φ9、攻 M8、擴 φ12 孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。.Ra3.3 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、位子符合圖紙要求。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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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。4?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(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)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(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)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(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)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(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。⑵ 工序集中原則10工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)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(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)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(chǎn)準備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)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(chǎn)。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809c?: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 。mg203.4.2 工序的集中與分散制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)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(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)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(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)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(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)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(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)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(chǎn)。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)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11為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂二個加工工藝路線方案。4.5.1 工藝路線方案一10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面1260 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔100 去毛刺110 檢驗入庫4.5.2 工藝路線方案二10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔70 車 ?62H8 和 ?62H9 孔80 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔90 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔100 去毛刺110 檢驗入庫因孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，端面上放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難； 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。10 鑄造20 時效處理1330 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔100 去毛刺110 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 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，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(tǒng)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(jīng)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3.5.2 零件的偏差計算⑴ 下端面的偏差及加工余量計算根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：14粗銑：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)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 0.21m?精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 30：粗銑底面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl15工序 40：粗銑 Φ22 凸臺端面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 50：半精銑底面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pa5.1?16每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取fa銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zmaf/15.0?VsV機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（ 1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（ 1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 60：鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔機床：Z525 刀具：硬質合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418Φ10H7 孔先鉆 Φ9.5 孔，然后鉸孔至 Φ10切削深度 ：pa.75m?進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取f rmf/3.0?切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-53，取V sV6機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n17，取100.3687.9/min145vnrd????in/70r?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? 03.1495.36/dVms?????被切削層長度 ：lm60刀具切入長度 ：1式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2~(21 ???????刀具切出長度 ： 取l4l3走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.9）2jt in87.0703.45618?????fnLj工序 70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔鉆孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：進給量 ,394.2?rmf/6.0~5?切削速度 ， ；由式 1.5 得，smvc/37.0?d35?機床主軸轉速 ，取min/.0714.601rvn??? in/2r由式 1.6 得，實際切削速度 sdnc /36.253????被切削層長度： L60?刀具切入長度： 式（1.10）ctgtgkDlr 102)~1(21 ????刀具切出長度： 取 m4l3?根據(jù)資料[5]《機械制造工藝學》表 可得 4?式（1.11）snflLTj 08.26/5.021????擴孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取 ， rmf/2.1?，切削深度 ， ；smvc/35.0?mapd39?由式 1.5 得， ，取in/.1754.01rvnc???? in/0由式 1.6 得， sc .620?L60?18由式 1.10 得， mctgctgkdDlr 3120359)2~1(21 ????????刀具切出長度： 取m4ml根據(jù)式 1.11 可得： snflLTj 7.160/2.13621?????鉸孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：604.2?； rmf/. svc/5.由式 1.5 得， ，取.3517.9/min48c rd????in/20r?由式 1.6 得， .120.06cnv s?，mL60? ctgtgkDlr 62103)~(21 ???????鉸圓柱孔時，由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：85.ml?根據(jù)式 1.11 可得： snflTj 5.2360/2.181?????工序 80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔切削深度 ：pam2?進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，刀桿伸出長度取 ，切削f m20深度為 。因此確定進給量2rf/7.0切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V in/18/3.sV?機床主軸轉速 ： ，取n01184.2/min3.9Vd????i4r實際切削速度 ： ? 0.56ns工作臺每分鐘進給量 ：mf i/87.f?被切削層長度 ：l19?刀具切入長度 ： mtgtgkarp 4.5230)~2(????刀具切出長度 ： 取2l53l?行程次數(shù) ：i1?機動時間 ：2jt in97.1284.1921?mjfl19工序 90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔切削深度 ：pa1m?進給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66。因fap此確定進給量 r/5.0切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V min/24/.0sV?機床主軸轉速 ： ，取n012463.7/min3.10Vrd????i6r實際切削速度 ： ? .ns工作臺每分鐘進給量 ：mf i/245.f?被切削層長度 ：l19?刀具切入長度 ： mtgtgkarp .30)~2(????刀具切出長度 ： 取2l53l2?行程次數(shù) ：i1?切削深度 ： 機動時 ：pam2jt min86.01324.51921???mjfl4 鉆 2-φ 7 孔、攻 2-M6 孔工序的夾具設計4.1 設計要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本夾具將用于 Z525 鉆床。成批生產(chǎn)，任務為設計鉆 2-φ 7 孔、攻 2-M6 孔。本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。4.2 夾具設計4.2.1 定位基準的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。由零件圖可知：進行加工前，外圓面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案：選外圓面平面、和底面和 V 型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋壓塊來夾緊。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。4.2.2 切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻[5]查表 可得：721?20切削力公式： 1.2076f PFDfK?式中 (按照最大的來計算） 7m0.2/fmr?查表 得： 821?0.75)3bp?其中： 0.6b??48?即： 95()fFN實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表 得：12?12KW???有： 20.7,.6?安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻 [5]表 可得： 6~ 12?1.0.1.301.56????所以 98492()KfWFN?根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：K??安全系數(shù) K 可按下式計算：6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻 [5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~123456.,.0,1.,??由此可得： 0.31.056K???所以 845()WFN?由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構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構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當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動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。21典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；（2）擴力比大；（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。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞 Z 軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(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，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻[5]1 ～2～26 可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2??.7zr?90?5??'29???螺旋夾緊力： 048.()N該夾具采用夾緊機構， 由上述計算易得： KW??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。4.3 定位誤差的分析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。 gwj????與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j?MjjWDAZWj ???? ??⑴V 型塊定位誤差 ：11minDd????1 21min2min.DdDdJWarctgL??????其中：，10.52D??20，d .3d?， min?min4?⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj???22其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl???查[5]表 1～2 ～15 有 。 104,0.6,.42,0.7RazHBKCn???cos.8jym??⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??m5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD.誤差總和： 0.53jw???從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.4 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。表d D D1 H t基本 極限偏差 F7基本 極限偏差 D6＞0～1 3 +0.010+0.0046＞1～1.8 4 7＞1.8～2.6+0.016+0.0065+0.016+0.008 86 9 -- 0.00823＞2.6～3＞3～3.36 9＞3.3～4 7 10＞4～5 8 118 12 16＞5～6+0.022+0.01010+0.019+0.01011＞6～8 12 1510 16 20＞8～10+0.028+0.011 15 18＞10～12 18+0.023+0.0122212 20 25＞12～15 22 26＞15～18+0.034+0.01626 3016 28 36＞18～22 30+0.028+0.01534＞22～26 35 3920 36HT150＞26～30+0.041+0.02042 46＞30～35 48+0.033+0.0175225HT15056＞35～42 55 59＞42～48 110 660.012＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。4.5 確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破24壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。4.6 夾具設計及操作的簡要說明夾具體是夾具的基礎件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應有足夠的剛度和強度，同時結構工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結構復雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取 HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內應力。由于工件采用 V 型塊定位外圓面，這就要求 V 型塊固定在一個與水平面成 45°的支撐面上。我們可以采用加工一有 45°面的支撐塊固定在夾具體上，經(jīng)過切削加工達到我們要求的定位尺寸。2526總 結加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。27參考文獻[1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 2004。[2] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M] ，上海：上?？茖W技術出版社， 2004。[3] 李洪，機械加工工藝手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1990。[4] 方昆凡，公差與配合手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1999。[5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M] ，上?？茖W技術出版社， 2000。[6] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊[M] ，上海：上?？茖W技術出版社， 1979。[7] 吳宗澤，機械設計實用手冊[M] ，北京：化學工業(yè)出版社， 2000。[8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M] ，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。[9] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M] ，上海：上?？茖W技術出版社， 1984。[10] 周永強，高等學校課程設計指導[M] ，北京：中國建材工業(yè)出版社， 2002。[11] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M] 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