畢業(yè)設(shè)計_十字頭零件的機械加工工藝規(guī)程及工裝夾具設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計_十字頭零件的機械加工工藝規(guī)程及工裝夾具設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計,十字頭,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,工裝,夾具,設(shè)計 設(shè)計說明書 題目：十字頭加工藝及專用夾具設(shè)計 專　　業(yè)： 機械制造與設(shè)計及其自動化 班　　級： 機制 班 姓　　名： 學　　號： 指導老師： 目　　錄 第一部分：工藝設(shè)計說明書 一、零件的工藝性分析…………………………………………………… 1 二、確定毛坯，畫毛坯——零件合圖…………………………………… 2 三、機械工藝路線的確定……………………………………………… 3 四、主要工序尺寸及其公差的確定…………………………………… 8 五、設(shè)備及其工藝裝備的確定…………………………………………… 10 五、切削用量及工時定額的確定………………………………………… 10 第二部分：夾具設(shè)計說明書 一、 ………………………………………… 1 1 二、 ……………… 1 2 第1章 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機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，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，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-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機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。 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，因為實際情況都不一樣。 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(shè)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(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(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(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 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。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機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，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機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機床夾具的功能 在機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．機床夾具的主要功能 機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面與夾具定位元件面接觸或配合實現(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．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （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，并引導其進行鉆削。導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）也具有導向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(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機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，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。現(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，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（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床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產(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±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）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 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣鳌⑸a(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。 標準化 機床夾具的標準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。夾具的標準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準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 第一部分　工藝設(shè)計說明書 1.零件圖工藝性分析 1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析： 十字頭零件是機械中常見的一種零件，它的應(yīng)用范圍很廣。由于它們功用的不同，該類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點：零件的主要表面為精度要求較高的孔、零件由內(nèi)孔、外圓、端平等表面構(gòu)成。 1.2零件圖紙分析： 由零件圖可知，該零件形狀較為復雜、外形尺寸不大，可以采用鑄造毛坯。由于該零件的兩個φ20孔要求較高，它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài)，通常對其尺寸要求較高。一般為IT5-IT7。加工時兩φ20孔的同軸度應(yīng)該控制在0.01mm。φ85外圓的尺寸它直接影響孔在空間的位置，加工時可以將其加工精度降低，通過裝配來提高精度。 1.3主要技術(shù)條件： 1.孔徑精度：兩φ20孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會造的配合不良，因此對孔的要求較高，其孔的尺寸公差為IT7 2.主要平面的精度：由于φ85外圓接影響聯(lián)接時的接觸剛度，并且加工過程中常作為定位基面，則會影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。 2.毛坯選擇 2.1毛坯類型 考慮到十字頭工作時的作用，要求材料要有很高的強度，并且該零件結(jié)構(gòu)較為復雜，故選用鑄造毛坯材料為HT200。 2.2毛坯余量確定 由書機械加工工藝設(shè)計資料表1.2-10查得毛坯加工余量為2，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.4. 2.3毛坯－零件合圖草圖 3．機械工藝路線確定 3.1定位基準的選擇： 3.1.1精基準的選擇：選擇十字頭底面與兩φ85外圓作定位基準，因為φ85外圓柱面 ，及底面是裝配結(jié)合面，且十字頭底面又是空間位置的設(shè)計基準，故選擇十字頭底面與外圓作定位基準，符合基準重合原則且裝夾誤差小。 3.1.2粗基準的選擇：以十字頭上端面和十字頭支撐外圓定位加工出精基準。 3.2加工順序的安排： 十字頭零件主要由孔和平面構(gòu)成與箱體類零件大體相同，加工順序為先面后孔，這樣可以用加工好的平面定位再來加工孔，因為軸承座孔的精度要求較高，加工難度大，先加工好平面，再以平面為精基準加工孔，這樣即能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準，同時可以使孔的加工余量較為均勻 3.3加工階段的劃分說明 加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。 3.4加工工序簡圖 1、鑄 鑄造、清理 2、熱處理 時效 3、粗車φ85外圓 4、粗銑上頂面 5、粗,精銑底平面 6、鉆、攻4×M6螺紋孔 7、擴φ20孔 9、銑十字頭 10、粗鏜φ65內(nèi)孔 11、粗鏜、半精鏜、精鏜2-φ20內(nèi)孔 12、挖2-φ24環(huán)槽 13、精車φ85外圓 14、去毛刺： 15、終檢： 4.主要工序尺寸及其公差確定 φ85 工藝路線 基本尺寸 工序余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 鑄 φ90.5 5.5 φ90.51.4 粗車 φ87 3.5 12.5（IT11） φ87 半精車 φ85.5 1.5 6.3（IT9） φ85.5 精車 φ85 0.5 1.6（IT7） φ85 φ20 工藝路線 基本尺寸 工序余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 鑄 φ14 6 φ141.4 粗鏜 φ17 3 6.3（IT11） φ17 半精鏜 φ19.5 2.5 3.2（IT9） φ19.5 精鏜床 φ20 0.5 1.6（IT7） φ200.01 5.設(shè)備及其工藝裝備確定 所用的設(shè)備有： CA6140、X62W、T618、Z4012、檢驗臺、鉗工臺。 夾具有：鏜2-φ20孔專用夾具、車床專用夾具、鉆2-M6底孔專用夾具、擴φ20孔專用夾具、 刀具有：90度車刀、硬質(zhì)合金銑刀、平板銼、開式自鎖夾緊鏜刀、φ5鉆頭、M6絲錐、φ20鉆頭、圓銼刀 量具有：游標卡尺、專用塞規(guī)。 6．切削用量及工時定額確定 粗車、半精車、精車時：（T1=T輔 T2=T機 T3=T工 T4=T休） 挖φ24環(huán)形槽： ap=2 由表5.3-1得：：f=0.4m/r 由表5.3-20得：v=90m/r 則n=220x90/40=495 r/mm 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.2 min 則T總=T1+T2+T基=2.26 min 粗車φ85外圓時： ap=2 由表3-1得：：f=0.5 m/r 由表5.3-20得：v=82 m/r 則n=318x82/85=307 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.167 min 則T總=T1+T2+T基=0.347 min 半精車φ85外圓時：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=1 由表3-1得：：f=0.4 m/r 由表5.3-20得：v=100 m/r 則n=318x100/85=374 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.34 min 則T總=T1+T2+T基=0.52 min 精車φ85外圓時：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得：：f=0.3 m/r 由表5.3-20得：v=107 m/r 則n=318x107/85=400 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.857 min 則T總=T1+T2+T基=1.75 min 銑φ85上頂面時： 切削用量：ap=3.5 由表6.3-2得：f=0.2 m/r 由表6.3-21得：v=120 m/r 則n=318V/D= 318 x120/85=449 m/r 工時定額： 由表6.4-1得：T2= lw+lf/fxn=1.45 min 由表3.3-7得：操作機床時間為：0.83 min 由表3.3-8得：測量工件時間為：0.14 min T1=2.27min T3=51min T4= 15min T基=lz/nfap=0.5 min 則T總=T1+T2+T基=68.7min ：鉆2-M6底孔2-φ5孔時； 切削用量：ap=3.5 由表7.3-1得：f=0.36 m/r 由表7.3-11得：v=13 m/r 則n=318V/D= 318 x13/5=826 m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=0.1 min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.17min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.15min 由表3.3-12得：測量工件時間為：0.04min T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.9min 粗銑、半精銑φ85底平面時； 粗銑時：切削用量：ap=2.5 由表6.3-2得：f=0.2 m/r 由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=120 m/r 則n=318V/D=763.2m/r 工時定額：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=2.63 min 精銑時：切削用量：ap=1 由表6.3-2得：f=0.12 m/r 由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=150 m/r 則n=318V/D=561m/r 工時定額：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=3.5 min 由表3.3-7得：操作時間為0.83min 由表3.3-8得：測量工件時間為：0.14min T1=2.27 min T3=51 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=80.53min ：粗鏜φ17內(nèi)孔、半精鏜、精鏜φ20內(nèi)孔時； 粗鏜時：切削用量：ap=3 由表8.2-1得：f=0.5 m/r v=80 m/r 則n=318V/D=1496.5m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.03 min 半精鏜時：切削用量：ap=2.5 由表6.3-2得：f=0.2m/r v=100m/r 則n=318V/D=1630.7m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.04min 精鏜時：切削用量：ap=0.5 由表6.3-2得：f=0.15m/r v=80m/r 則n=318V/D=1590m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.07min 由表3.3-1得：裝夾工件時間為0.42min 由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.12min 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.16min T1=1.34 min T3=56min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=72.62min ：攻M6螺紋孔時； 切削用量：ap=2.5 由表7.3-1得：f=0.27 m/r 由表7.3-11得：v=15 m/r 則n=318V/5= 318 x15/5=954m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=1.5 min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.04min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.05min 由表3.3-11得：操作機床時間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.73min ：擴φ20孔時； 切削用量：ap=2.5 由表7.3-1得：f=0.27 m/r 由表7.3-11得：v=15 m/r 則n=318V/D= 318 x15/20=238.5m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=1min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.04min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.05min 由表3.3-11得：操作機床時間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.63min 第二部分　夾具設(shè)計說明書 ２.１ 4×M6的螺紋孔夾具: 工序尺寸精度分析:由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆2-M6底孔，無其它技術(shù)要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件屬成批量生產(chǎn)。定位方案確定：根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個自由度，即x移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動、y移動、z轉(zhuǎn)動，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制z移動，因而工件的六個自由度都被限制，由分析可知要使定位基準與設(shè)計基準重合。選φ85外圓、底平面作為定位基準，以φ85外圓端面定位限制移動。具體結(jié)構(gòu)如下: 1、選擇定位元件： 由于本工序的定位面是φ85外圓、底平面,所以夾具上相應(yīng)的定位元件選為一個定位孔和兩個平面。定位誤差分析計算：分析計算孔的深度尺寸7的定位誤差：用φ85外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是φ85外圓面，定位基準是外圓母線，當工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在定位孔內(nèi)左右移動。定位誤差計算如下： △jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105 △db=1/2(△D+△d+△min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295 △dw=△jb+△db-=0.04≤T/3 所以滿足要求。 夾緊方案及元件確定 （1）計算切削力及所需加緊力： 工件在加工時所受的力有加緊力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由機床夾具設(shè)計手冊表1-2-7得切削力的計算公式： Fx=667DsKp=667x7x700x650/726≈1083N 實際所需加緊力與計算加緊力之間的關(guān)系為： F=KFx(K由表1-2-2查得為1.15)=1.15Fx==1245.45N （2）設(shè)計鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板： 由于此工件是成批量生產(chǎn)，固選用GB2264-80可換鉆套，選用活動式鉆模板。 根據(jù)鉆床T型槽的寬度，決定選用GB2206-80寬度B=14，公差帶為h6的A型兩個定位鍵來確定夾具在機床上的位置。 夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體，并在夾具體底部兩端設(shè)計出供T型槽用螺栓緊固夾具用的U型槽耳座。 2.2 鏜床夾具設(shè)計(Φ20上偏差為+0.023下偏差為0的銷孔): 鏜床夾具又稱鏜模它主要用于加工相體，支架等工件上的單孔或孔系。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔組合機床上也可以用在一般車床、銑床和搖臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具，除具有定位元件、加緊機構(gòu)和夾具體等基本部分外，還有引導刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆模板上一樣，鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標位置，布置在一個或幾個專用的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此，鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床夾具的特有元件。根據(jù)基準面重合的原則，選定底面定位基準，限制三個自由度，工序孔限制三個自由度，實現(xiàn)定位。由于定位基準是經(jīng)過加工過的光平面，故定位元件等用夾具體把兩個定位元件聯(lián)成一體，工件放在上面，使重力與加緊方向一致。本夾具屬于單支承前引導的鏜床夾具，本就加以說明介紹。 單支承前引導的鏜床夾具，既鏜套位于被加工孔的前方，介于工件與機床主軸之間，主要用于加工D<90mm。 夾緊力大小的確定原則：夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當。 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運動的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù)K。 式中W`——計算出的理論夾緊力； W——實際夾緊力； K——安全系數(shù)，通常k=1.5~3.當用于粗加工時，k=2.5~3,用于精加工時k=1.5~2. （二）在分析受力時，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個方程，然后求出所需的夾緊力。如圖所示垂直方向平衡式為 W=1.5KN;水平方向可以列出：,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般0.15,即W=10KN；對o點取矩可得下式 比較上面三種情況，選最大值，既W=10KN。 （三）上述僅是粗略計算的應(yīng)用注意點，可作大致參考。由于實際加工中切削力是一個變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動、刀具的鈍化等因素影響，計算切削力大小的公式也與實際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計算而得到結(jié)果。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定生產(chǎn)實際經(jīng)驗而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關(guān)鍵性的重要夾具，則往往還需要通過實驗的方法來確定所需夾緊力。 表2-1，削邊銷尺寸參考表（mm） d >3~6 >6~8 >8~20 >20~25 >25~32 >32~40 >40~50 >50 B d-0.5 d-1 d-2 d-3 d-4 d-5 d-5 -- b 1 2 3 3 3 4 5 -- 2 3 4 5 5 6 8 14 計算定位誤差：由于孔定位有旋轉(zhuǎn)角度誤差a,使加工尺寸產(chǎn)生定位誤差和，應(yīng)考慮較大值對加工尺寸的影響。兩個方向上的偏轉(zhuǎn)其值相同。因此，只對一個方向偏轉(zhuǎn)誤差進行計算。 式中——中心線與圓柱銷中心線交點至左端面的距離 ——中心線與圓柱銷中心線交點至右端面的距離 由于轉(zhuǎn)角誤差很小，不計工件左右端面的旋轉(zhuǎn)對定位誤差的影響， 故 較大的定位誤差尚小于工件公差的三分之一；此方案可取。 2定位銷高度的計算 確定定位銷高度時，要注意防止卡住現(xiàn)象，當安裝比較笨重的工件時，不太可能將工件托平后同時裝入定位銷，而是將工件一邊支在夾具支承面上，逐漸套入兩銷。這時，如定位銷高度選擇不當，將使工件卡在定位銷邊緣上而裝不進去。避免產(chǎn)生卡住的最大高度，可按下列計算。定位裝置為一面兩銷，定位銷的最大工作高度為 為了裝卸工件方便，可使圓柱銷低于3~5mm。 結(jié)論：通過本次的課程設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鏜鉆夾具的設(shè)計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應(yīng)用與綜合的學習。 擴φ２０（Φ20上偏差為+0.018下偏差為0）孔夾具 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計在成批生產(chǎn)條件下,在專用立式鉆床上擴φ20孔的鉆床夾具. 1、φ20可一次擴削保證.該孔在軸線方向的設(shè)計基準是以鉆套的中心線的，設(shè)計基準是以外圓與另一端面. 2、定位基準的選擇 工序結(jié)合面是已加工過的平面，且又是本工序要加工的孔的設(shè)計基準，按照基準重合原則選擇它作為定位基準是比較恰當?shù)?。因此，選擇結(jié)合面與外圓作為定位比較合理。 3、切削力及夾緊力的計算 刀具：麻花鉆，dw=20mm, 則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》) 查表得：d0=20mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷20=79401N 查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值： FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故FL=0.8 FE =0.8×79401=63521N FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) K=K1K2K3K4 式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5 K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1 K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1 則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521 =211366N 選用螺旋—板夾緊機構(gòu)，故夾緊力 fN=1/2 F/ f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25 則 N=0.5×211366÷0.25=52841N 4、操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的鉆床夾具就是選擇了手動螺旋—板夾緊機構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用） 5、工序精度分析 在夾具設(shè)計中，當結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進行精度分析和誤差計算。影響設(shè)計尺寸的各項誤差分析 1、重合,故產(chǎn)生定位誤差。定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，的方向與加工方向是一致的，所以=0.2mm,因為平面定位。所以 故 2、垂直度所引起的夾具安裝誤差，對工序尺寸的影響均小，既可以忽略不計。面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一，。 通常不超過0.005mm.。偏移 用概率法相加總誤差為： 098137mm<0.2mm 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 精車外圓夾具的設(shè)計(Φ85上偏差為-0.05下偏差為-0.15:) 問題的提出： 夾具的種類很多，有通用夾具，專用夾具和組合夾具等，本夾具是用來車削粗車和半精車軸的外圓，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們設(shè)計基準為軸頂尖位置，作為主要的基準。在刀具方面我們選用硬質(zhì)合金車刀刀具加工。 確定定位方案，設(shè)計定位元件： 工件上的加工為車削軸的外圓，故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具，并力求遵守基準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響，所以根據(jù)軸本身的加工特點來選擇定位的方式。我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來實現(xiàn)定位加工。 夾緊力計算： 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在車削加工過程中切削力為圓周切削分力，因此，在計算夾緊力時可以不計算徑向切削分力和軸向切削分力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力。即：，即：，其中，查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-1得：；；1.15；；；；，所以=2.691。查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-7得：，表1-2-8得，其中，查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-1得：；；；；，所以=1.9。所以因此，實際所需要的夾緊力為。 由于兩端是頂尖裝夾，左頂尖直接裝夾在機床尾座上，右頂尖裝夾在機床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 繪制夾具總體圖如下: 當上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。 繪圖時先用雙點劃線（細線）繪出工件，然后在各個定位面繪制出定位元件和夾緊機構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。 3.夾緊裝置設(shè)計(35×35的方孔) 本夾具主要用來銑十字頭方孔。由于加工本道工序的工序簡圖可知。銑十字頭方孔時，粗糙度要求，十字頭上平面與下平面有平行度要求,并與工藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對十字頭方孔進行加工。因此在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 3.2.1定位基準的選擇 由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度來看，本工序中，定位基準是下平面與外圓，設(shè)計基準也是要求保證方孔應(yīng)與上,下兩平面的垂直度要求，定位基準與設(shè)計基準重合，不需要重新計算上下平面的垂直度，便可保證垂直度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行，保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀垂直的方孔面同時進行粗精銑加工。同時進行采用手動夾緊。 3.2.2定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位基準為外圓與平面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面與V型。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對V型和壓頭進行設(shè)計。 3.2.3定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面與V型塊定位,,不存在定位誤差.可見這種定位方案是可行的。 3.2.4銑削力與夾緊力計算 本夾具是在銑床上使用的，用于定位壓頭螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動，必須對壓頭施加一定的夾緊力。由計算公式 Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2） Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs－作用在六角螺母 L－作用力的力臂(mm) d0－螺紋中徑(mm) α－螺紋升角(゜) ψ1－螺紋副的當量摩擦(゜) ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜) r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當量摩擦半徑(゜) 根據(jù)參考文獻[6]其回歸方程為 Fj＝ktTs 其中Fj－螺栓夾緊力(N)； kt－力矩系數(shù)(cm－1) Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =5×2000=10000N 3.2.5夾具體槽形與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)參考文獻[11]定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。 圖3.7 定向鍵 根據(jù)參考文獻[11]夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。 圖3.8 U型槽 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。 表3.5 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸 螺栓直徑 12 14 30 20 對刀裝置由對刀塊來實現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成傳動箱體上平面尺寸為210×315mm的粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.9所示。 圖3.9 直角對刀塊 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。 圖3.10 平塞尺 塞尺尺寸如表3.6所示。 表3.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 3.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計 夾緊裝置采用移動的壓頭來夾緊工件，采用的移動壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。 圖3.11 夾具圖 夾具體的設(shè)計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)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖如上所示。 3.2.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明 本夾具用于在立式銑床上加工十字頭，工件以與此相垂直的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準，在V型塊與底板實現(xiàn)定位。采用轉(zhuǎn)動壓頭夾緊工件。當加工完一邊，可松開手柄來加工另一邊。如夾具裝配圖所示。 第五部分　設(shè)計體會 課程設(shè)計是對我們所學課程知識的總結(jié)。通過課程設(shè)計可以體現(xiàn)出我們在校期間的學習程度。從而對我們所學專業(yè)知識做出有力判斷。 從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細給我們講了設(shè)計的步驟，還安排了輔導時間。為我們圓滿的完成任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過這次設(shè)計，我們才全方位的懂得了什么是機械設(shè)計，從而更加了解了我們的專業(yè)。 剛開始設(shè)計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設(shè)計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計。老師給我們詳細講解了機械設(shè)計應(yīng)注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫出毛坯和零件合圖。 在設(shè)計期間，我們第一次接觸了機械加工工藝的設(shè)計，對我有了很大提高。遇到不懂的問題時，指導老師們都能細心的幫助我。同學之間雖然每個人的設(shè)計課題不一樣，但我們之間還是會經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學會了知識，而且還鍛煉了我們的團隊精神。在這次設(shè)計中，要感謝我們的指導老師，他們在設(shè)計期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設(shè)計，一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。 致 謝 經(jīng)過近兩個月的努力，這次畢業(yè)設(shè)計終于圓滿完成了！同時，這也是我們畢業(yè)在即所完成的任務(wù)比較繁重的一份作業(yè)和考驗！ 在這期間，對我們設(shè)計幫助和關(guān)心最多的當是指導老師。因為我們所面臨的工作不僅是一個開發(fā)的新課題，更主要的是在缺少這方面資料的情況下，指導老師以他淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求真務(wù)實的工作作風和耐心細致的講解與引導，使我們?nèi)缙谕瓿闪诉@份艱巨的任務(wù)；同時，也使我們領(lǐng)悟到了虛心學習，迎難而上，不驕不躁和謙虛謹慎的重要性。當然，這次工作的完成也離不開其他老師和同學的幫助，和同學團結(jié)協(xié)作，相互學習，共同進步。這對我們性格的培養(yǎng)和日后在工作崗位中的教育無疑是一次很好的鍛煉！ 同時，我更想到了在家辛苦勞作的父母，是他們孜孜不斷的教誨，我才領(lǐng)悟到這些！ 最后，感謝各位老師在百忙中批閱此論文，其中不足之處敬請批評指正。 參考文獻 [1]王仲，劉長吉 .連桿機械加工工藝探討[J].內(nèi)燃機，1997，1:13~16 [2]陳志亮.柴油機連桿加工工藝分析[J].湖南農(nóng)機，1997，4:22 [3]馮日德.6170柴油機連桿、機體加工中幾個難點問題的工藝性研究[D].天津：天津大學，2003 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