液壓萬向臺虎鉗中底座壓塊銑寬40兩端面夾具設計及加工工藝規(guī)程裝備-獨家.zip

液壓萬向臺虎鉗中底座壓塊銑寬40兩端面夾具設計及加工工藝規(guī)程裝備-獨家.zip,液壓,萬向,虎鉗,底座,壓塊銑寬,40,端面,夾具,設計,加工,工藝,規(guī)程,裝備,獨家 1．課題內容、明確的技術要求 課題來源于浙江聯(lián)強機床有限公司現有條件和產品提出：生產綱領－中批生產，工作制－單班制工作，設計液壓鎖緊式萬向臺虎鉗的相關機構。通過該課題的設計可使學生提高應用所學知識解決生產實際問題的能力，進一步強化訓練學生的專業(yè)綜合應用能力，為學生畢業(yè)后縮短進入企業(yè)的適應期打下基礎。 設計內容： 相關背景資料需要同學通過網絡、科技期刊的查閱與學習。該課題要求小組同學通過相關資料的學習、設計方案的討論、加工工藝分析，完成整體結構設計，同時獨立完成設計分工（一人為組長負責總體設計繪制裝配總圖，一人負責三維虛擬樣機，一人負責電子工程圖，一人負責關鍵零件加工工藝），各有特色。編寫開題報告；完成主要零部件結構設計（標明尺寸公差、幾何公差、材料和熱處理等各項技術要求），機加工零件的加工工藝編制；編寫設計說明書（包括摘要、關鍵詞、小結）等。 開題報告要求： 通過自主學習了解各裝置的功用，技術規(guī)格（主要技術參數），為改進設計做準備。同時按學校畢業(yè)設計規(guī)范要求完成畢業(yè)設計開題報告：報告應說明課題背景，設計的裝置在生產設備上的功用，所能達到的技術規(guī)格要求，改進設計目的的要求，計劃進度安排、參考文獻等。 在開題一周后，通過郵箱等方式發(fā)給指導老師。 繪圖要求： 至少要求有手工圖、關鍵零件加工工藝文件。 注意：電子工程圖要按1：1比例繪制模型，在圖紙窗口中設置輸出圖紙比例；必須區(qū)分粗細線條等線型，字體大小，要能作好打印準備；繪圖按新國標執(zhí)行。 畢業(yè)設計說明書要求： 標題、背景介紹、說明書格式等按學校畢業(yè)設計說明書規(guī)格要求完成。 具體內容： 1）裝置的功用與技術參數計算說明。主要是能說明裝置能實現的技術規(guī)格、功用所依據的結構原理性參數設計計算說明，如螺旋傳動設計參數計算說明；液壓裝置油缸直徑選擇說明等； 2）強度校驗計算說明，如軸的強度校驗，傳動設計計算等； 3）三維虛擬樣機設計說明，包括零件設計方法，裝配設計干涉校驗，機構運動模擬等； 4）零件制造工藝說明，包括工藝過程卡片前后工序安排的主要作用的說明，如本工序的作用穿插了熱處理的作用；工序卡片上基準選擇、切削量選擇等； 5）畢業(yè)設計小結，包括設計過程的體會、自己存在的不足、今后努力的方向等。 注意：每人根據自己分擔的設計任務完成設計說明書，每份說明書說明的重點是不同的。 2．提交成果及具體要求（字數、圖量、作品要求、軟硬件數量等） 課題任務要求： 同組同學共同討論生產工藝方案、整體結構設計，同時獨立完成設計分工，各有特色；分析問題深入全面，考慮問題認真仔細；設計標準規(guī)范，圖面表達完整清晰；主要零件圖紙可用計算機繪圖，但手工繪圖量不少于相當于一張A0圖紙的圖量；開題報告、摘要、關鍵詞、設計說明書、小結等按學校的規(guī)范要求撰寫。 提交成果要求： 小組提交共同的設計成果（由組長收齊后用電子檔通過郵箱等方式上交）：三維虛擬樣機一套；CAD電子工程圖一套；關鍵零件加工工藝卡片一套。 個人提交（也用電子檔通過郵箱等方式上交）：開題報告一份；手工繪圖（不少于1張A0幅，可用照相方式轉成電子檔）；設計說明書一份（≥7000字）。 3．畢業(yè)設計進度計劃 起訖日期 工作內容 備 注 03．21~03．25 03．28~04．01 04．05~04．08 04．11~04．15 04．18~04．22 04．25~04．28 05．03~05．06 05．09~05．13 了解設計任務、熟悉課題、查閱資料、信息調研、寫開題報告； 擬定、論證設計方案，繪制裝配草圖； 繪制圖紙； 繪制圖紙； 裝配圖總體修改完成； 零件圖繪制、編寫工藝文件； 撰寫說明書、畢業(yè)設計小結； 完善、規(guī)范所有資料，進行答辯。 4．推薦參考文獻 [1] 李益民．機械制造工藝設計簡明手冊［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2008． [2] 陳宏鈞．實用機械加工工藝手冊［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2009． [3] 陳長生．機械基礎綜合實訓［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2010． [4] 成大先．機械設計手冊［M］．北京：化學工業(yè)出版社，2010． [5] 王明耀．機械制造技術［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2007． [6] 胡家秀．簡明機械零件設計實用手冊［M］．北京：機械工業(yè)出版社，1999． [7] 鄒青、呼詠．機械制造技術基礎課程設計指導教程［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2011． [8] 孫學強．機械加工技術［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2004． [9] 另有相關技術資料、科技期刊文獻，如機械制圖國家標準、大學生畢業(yè)設計全程指導——機械類等等，請同學根據所用文獻自己列舉。 XX 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 液壓萬向臺虎鉗 零件名稱 底座壓塊 共 1 頁 第 1 頁 材料牌號 HT150 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 可制件數 每臺件數 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 01 備料 金屬型澆注 02 熱處理 時效處理以消除內應力 03 銑 銑基準面A對面 XK713數控銑床 端面銑刀、游標卡尺、專用夾具 04 銑 粗銑、精銑基準面A XK713數控銑床 端面銑刀、游標卡尺、專用夾具 05 鉆 鉆4-Φ10孔 Z3025搖臂鉆床 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī)、專用夾具 06 銑 銑不規(guī)則圖形（包括Φ60孔） XK713數控銑床 立銑刀、游標卡尺、專用夾具 07 銑 粗銑、精銑寬40兩端面 X525立式銑床 立銑刀、游標卡尺、專用夾具 08 銑 銑工件四周面，倒角C2 XK713數控銑床 立銑刀、游標卡尺、專用夾具 09 銑 銑右側兩個凸臺的前后端面 X52K立式銑床 立銑刀、游標卡尺、專用夾具 10 鉗工 鉗工去毛刺 11 終檢 檢驗至圖紙要求 12 包裝入庫 表面噴鐵紅醇酸防銹漆、包裝、入庫 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 液壓萬向臺虎鉗中底座壓塊的加工工藝規(guī)程及銑寬40兩端面的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：底座壓塊;夾具設計; 工藝;工序;專用夾具;切削用量 Abstract This design involves mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance fit and measurement and other aspects of knowledge. The machining procedure of the base block in the hydraulic universal bench clamp and the design of the clamping device for milling the width of 40 ends are composed of three parts: the process design, the process design and the design of the special clamping device. In the process design, we must first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, then design the process route of the parts. The design of special fixture is carried out, and each component of fixture is selected, such as positioning component, clamping component, guiding component, connecting component between fixture and machine tool, and other components; the positioning error caused by fixture positioning is calculated, the rationality and shortcomings of fixture structure are analyzed, and the notes in future design are given. It is intended to be improved. Key words: base press block; fixture design; technology; process; special fixture; cutting parameter 目錄 摘 要 I Abstract II 1 概述發(fā)展 1 1.1 機床夾具簡介 1 1.1.1 1 1.1.2機床夾具的組成 1 1.1.3 夾具設計的步驟和基本要求 1 2 計算生產綱領、確定生產類型 7 2.1 生產綱領 7 2.2 生產類型 7 3 零件分析 9 3.1 零件的結構分析 9 3.1.1 零件圖分析 9 3.1.2 結構工藝性分析 9 3.2 零件的技術要求分析 9 3.2.1 主要加工表面之間的相互位置精度 9 底座壓塊主要加工表面為： 9 3.2.3 加工表面的粗糙度 9 4工藝規(guī)程設計 11 4.1 定位基準的選擇 11 4.2 制定加工工藝路線 12 4.2.1 各表面加工方法選擇 12 4.2.2 加工工藝路線方案 12 4.2.3 確定加工工藝路線 12 4.3 選擇加工設備及工藝裝備 13 4.4 加工工序設計、工序尺寸計算 13 4.5 選擇切削用量、確定時間定額 14 5 機床專用夾具設計 22 5.1 專用夾具的提出 22 5.2 定位基準的選擇 22 5.3 定位誤差分析 22 5.4 切削力的計算與夾緊力分析 23 總 結 25 參考文獻 26 IV 1 概述發(fā)展 1.1 機床夾具簡介 1.1.1機床夾具的主要功能 機床夾具已成為機械加工時的重要裝備，同時是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用 、經濟方向發(fā)展。機床夾具的主要功能是使工件定位夾緊，使工件相對于刀具及機床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達到工序所規(guī)定的技術要求，工件定位后，經夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中不致因切削力、重力、離心力等外力作用而發(fā)生位置改變。為了適應不同行業(yè)的需求和經濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。 安裝方法有找正法和用專用夾具，找正法用于單件、小批生產中，而專用夾具用于生產批量較大或特殊需要時。 1.1.2機床夾具的組成 1）定位支承元件 確定工件在夾具中的正確位置并支承工件。 2）夾緊裝置 將工件夾緊不發(fā)生移動。 3）對刀或導向元件 保證刀具與工件加工表面的正確位置。 4）夾具體 將夾具的所有組成部分組成一體，并保證它們之間的相對位置關系。 1.1.3 夾具設計的步驟和基本要求 一、夾具設計的基本要求 夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響機械加工的質量、工人的勞動強度、生產率和加工成本。因此對設計的夾具，提出以下幾點基本要求。 1）能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術要求。若工件達不到加工技術要求，成為廢品，則夾具設計是失敗的，該夾具不能用與生產。 2）操作簡單，便于工件安裝，減輕工人的勞動強度，節(jié)省工件安裝時間，降低輔助工時，保證高的生產效率。 3）具有良好的工藝性，便于制造，降低夾具制造成本，從而降低分攤在工件上的加工成本。 為保證上述基本要求，夾具的生產過程應按下面程序進行：夾具生產任務書—夾具的結構設計—使用、制造部門會簽——夾具制造——夾具驗收——生產使用。 夾具生產任務書是由工藝人員在編制工藝規(guī)程時，根據生產需要而提出的。任務書中包含內容有設計理由、使用車間、使用設備，該夾具所使用工件工序的工序圖并在工序圖上要標明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基準、夾緊點。這是設計夾具的依據，也是驗收制造夾具的依據。夾具結構設計是設計人根據夾具設計任務書的加工要求，提出幾種可行方案、分析比較、進行誤差計算，以確定出合理方案，進行設計。夾具結構設計完成后，要會同使用部門、制造部門就夾具的結構合理性、結構工藝性和經濟性進行審核、會簽、交付制造。制成的夾具要同設計人員。工藝人員、使用部門、制造部門共同進行驗證。當確認夾具可保證工件該工序加工要求，能保證生產率、操作方便、安全，就可交付生產車間使用。 二、夾具的設計步驟 當接到夾具設計任務書后，按下面6個步驟，逐步設計。 1）明確設計任務，收集研究設計的原始資料。原始資料包括如下內容。 A：加工零件的零件圖、毛坯圖及加工工藝過程，所設計夾具應有的工序圖，并了解該工序所使用的設備、刀具、量具、其他輔具以及該工序的加工余量、切削用量、加工要求、生產節(jié)拍等參數。 B：了解零件的生產類型，就是決定夾具采用簡單結構或復雜結構的依據。若屬大批量生產，則力求夾具結構完善、生產率高 或是單件小批量生產或急于應付生產，則夾具結構應簡單，以便迅速制造交付使用。 C：收集該夾具所用機床的資料，主要指與夾具連接部分的安裝尺寸。如銑床夾具要安裝在工作臺上，要收集工作如大小，工作如T形槽及槽距，以及機床的技術參數。 D：收集所使用刀具的資料如刀具的精度、安裝方式、使用要求及技術條件等。 E：收集國內外同類型夾具資料，吸收其中先進而又能結合本廠情況的合理部分。 F：了解本廠制造夾具的能力和使用的條件，如夾具制造的條件及精度水平，有無壓縮空氣壓值等。 G：收集有關夾具部件的標準（包括國標、部標、企標、廠標），典型夾具結構圖冊等。 2）確定夾具結構方案，繪制結構草圖，其主要內容如下。 A：根據工件加工尺寸、要求和開關，確定工件的定位方式，選擇或設計定位元件，計算定位誤差。 B：確定刀具的引導方式及引導元件（指鉆夾具、鏜夾具）。 C：確定工件夾緊方式 ，選擇或設計夾緊機構，計算夾緊力。 D：確定其他裝置（如分度裝置、頂出裝置）的結構型式。 E：確定和設計其他結構，如銑床夾具與機床的連接裝置、對刀裝置。 在確定夾具結構的各組成部分時，可提出幾種不同方案，分別畫出草圖，進行分析比較，從中選擇出合理方案。 3）繪制夾具總圖。應注意以下幾點。 A：繪制夾具總圖，盡量按1：1繪制，以保證直觀性。 B：主視圖盡量符合操作者的正面位置。 C：工件輪廓用雙點畫線繪制，并視為假想透明體，不影響其他元件的繪制。 D：繪圖順序為：工件——定位元件——引導元件——夾緊裝置——其他裝置——夾具體。 4）標注總圖上的尺寸、公差與配合和技術條件。夾具總圖結構繪制完成后，需標注五類尺寸和四類技術條件。 5）編寫零件明細表。明細表應包括零件序號、名稱、代號（指標準件代號或通用件代號 ）、數量、材料、熱處理、質量等。 6）繪制總圖中非標準件的零件圖。 三、夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術條件的標注 在夾具設計中，對于初設計者，在夾具總圖上如何標注尺寸及技術條件，往往是難點之一，以下對此作簡要闡述。 1）夾具總圖上應標注的五類尺寸 A：夾具外形輪廓尺寸——指夾具在長、寬、高三個方向上的最大極限尺寸。若有可動部分，則指運動部件在空間達到的極限位置的尺寸。標注夾具外形尺寸的目的是避免夾具與機床或刀具在空間發(fā)生干涉。 B：工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸——主要指工件定位面與定位元件工作面的配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它們直接影響工件加工精度，是計算工件定位誤差的依據。 C：夾具與刀具的聯(lián)系尺寸——主要指對刀元件或引導元件與夾具定位元件之間的位置尺寸、引導元件之間的位置尺寸或引導與導向部分的配合尺寸。 D：夾具與機床的連接部分尺寸——這類尺寸主要指夾具與機床主軸或工作如必須固定連接的平俱。如車床夾具要安裝在車床主軸上，要標注與車床主軸的連接尺寸，銑床夾具要安裝在工作臺上，要標注與工作如T形槽相配的定位鍵尺寸。 E：夾具內容的配合尺寸——中心軸與夾具體孔的配合尺寸，鉆套與襯套、襯套與夾具體的配合尺寸，此類尺寸必須標注尺寸、配合性質及配合精度，否則夾具精度無法保證。 2） 夾具總圖上應標注的四類技術條件 夾具中的技術條件主要指夾具裝配好后，各表面之間的位置精度要求。 A：定位元件之間的相互位置要求——這是指組合定位時多個定位元件之間的相互位置要求或多件裝夾時相同定位元件之間的相互位置要求。如兩端頂尖頂軸兩端中心孔，要求兩頂尖軸線同軸度，兩V形塊對稱線的同軸度。 B：定位元件與連接元件或夾具體底面的相位置要求——夾具的連接元件或夾具體底面是夾具與機床的連接部分，它決定了夾具與機床的相對位置，也就是決定了定位元件相對機床，或刀具的位置，即決定了工件相對機床或刀具的位置。 C：引導元件與連接元件或夾具體底面的位置要求 D：引導元件與定位元件之間的相互位置要求 3）五類尺寸、四類技術條件的分類 五類尺寸、四類技術條件根據是否與工序加工要求相關而分為兩類，其精度值大小和取法不同。 A：與工件加工要求無直接關系的 ① 尺寸公差與配合 這類尺寸公差與配合應按照元件在夾具中的功用和裝配要求，根據公差與配合國家標準或參閱有關資料來制定。 ② 技術條件 與工件加工要求無直接關系的夾具上技術條件。 B： 與加工要求直接相關的 這類尺寸和技術條件與工件上相應尺寸和技術條件直接對應，直接根據工件相應尺寸公差和相互位置允差的（1/5～1/2）的值選取。一般工件允差小，取大系數，工件允差大，則取小系數。 制定這類夾具尺寸公差時，要注意下列問題。 ① 應經工件的平均尺寸作為夾具相應尺寸的基本尺寸，極限偏差按對稱雙向標注。 ② 應以工序尺寸（不一定是工件最終尺寸）作為夾具基本尺寸的設計依據。 4）夾具調刀尺寸的標注 當夾具設計完成，按要求標注尺寸后，對有些夾具如銑夾具，往往還要標注調刀尺寸（調刀尺寸一般是指夾具的調刀基準到對刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相對基準的尺寸，它與工件加工尺寸直接相關，也是夾具總圖上關鍵尺寸要求。 四、夾具體設計 夾具總體設計中最后完成的主要元件是夾具體。夾具體是夾具基礎件、組成夾具的各種元件、機構、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過程中，它還要承受切削力、夾緊、慣性力及由此而產生的振動和沖擊。所以，夾具體是夾具中一個設計、制造勞動量大，耗費材料多，加工要求高的零部件。在夾具成本中所占比重較大，制造周期也長，設計時，應給以足夠的重視。 （1） 夾具體和毛坯結構 實際生產中所用夾具體常用的有三種結構。 A：鑄造結構 鑄造結構夾具體的優(yōu)點如下： ① 可鑄出復雜的結構形狀。 ② 鑄件抗壓強度大、抗振性好，特別適用于加工時振動大、切削負荷大的場合。 ③ 鑄件易于加工，價格低廉，成本低。但鑄件生產周期長，因存在鑄內應力，易引起變形，影響夾具精度的保持性，因此，夾具體必須進行時效處理。 B：焊接結構其優(yōu)點如下： ① 容易制造，周期短。 ② 采用鋼板、型材，如結構合理，布置得當，可減小質量。由于上述兩優(yōu)點，特別適用于新產品試制或臨時急用的場合，以縮短生產周期。此外，一些結構簡單的小型夾具，如翻轉式鉆模、蓋板式鉆模、可缷式鉆模，采用焊接式結構十分有利，因為這些夾具要頻繁拆缷翻轉，力求結構輕巧耐磨。 但焊接結構夾具體在焊接過程中的熱變形和殘余應力對夾具精度會有不得影響，因此，焊完后要進行退火處理；另外，為提高剛性需加加強筋。 C：裝配結構 裝配夾具體是選用夾具專用標準毛坯或標準零件，根據使用要求組裝而成，可得到精確的外形和空間位置尺寸。標準毛坯和標準零件可組織專業(yè)化生產，這樣不但可以大大縮短夾具體的生產周期，還可降低生產成本。要使裝配夾具體在生產中得到廣泛使用，必須實行夾具零部件的標準化、系列化。 （2）對夾具體的基本要求 A：一定的形狀和尺寸 夾具的外形，取決于安裝在夾具上的各種元件、機構、裝置的形狀及它們之間的布置位置。設計時，只要將組成該夾具的所有元件、機構和裝置的結構尺寸都設計好并布置好它們在圖紙上的位置，就可以由此勾畫出夾具體的大致外形輪廓尺寸。因為是單件生產，一般不作復雜計算設計。通常參照類似的夾具結構，按經驗類比法估計確定。 確定夾具體尺寸時，可參考下面數據。 ① 鑄造結構的夾具體，壁厚取8～25mm，過厚處挖空。 ② 焊接結構用鋼板取6～10mm，剛度不夠時加筋板。 ③ 夾具體上不加工表面與工件表面之間應有一定間隙，以保證工件與夾具體之間不發(fā)生干涉。間隙大小按以下規(guī)定選?。? a:夾具體、工件都是毛面，間隙取8～15mm. b:夾具體是毛面，工件是光面，間隙取4～10mm. B：足夠的強度和剛度 目的是減小在加工過程中因受切削力、夾緊力等而發(fā)生變形或振動。當剛度不夠時，可增設加強筋或用框形結構。若用加強筋，其壁厚取0.7～0.9倍壁厚，高度不大于壁厚5倍。 C：良好的結構工藝性 以便于制造、裝配、并減少加工工時。如夾具體上大平面上要局部加工，可鑄出3～5mm凸臺；各加工表面，最好在同一平面內或在同一回轉表面上，以便于加工；盡量減少加工表面面積。另外，對于切削量大的工件所使用夾具，要注意應能方便排屑，以免影響安裝精度；對于大而重的夾具體，要考慮起吊裝置，如吊環(huán)螺釘或起重螺栓。 2 計算生產綱領、確定生產類型 2.1 生產綱領 生產綱領：企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品的年產量。零件的生產綱領按下式計算。 N=Qn(1+a+) 式中： N——零件的生產綱領（件/年） Q——機器產品的年產量（臺/年） n——每臺產品中該零件的數量（件/臺） a——備品百分率 ——廢品百分率 2.2 生產類型 根據生產綱領的大小，可分為三種不同的生產類型： 1.單件生產：少量地制造不同結構和尺寸的產品，且很少重復。如新產品試制，專用設備和修配件的制造等。 2.成批生產：產品數量較大，一年中分批地制造相同的產品，生產呈周期性重復。而小批生產接近于單件生產，大批生產接近于大量生產。 3.大量生產：當一種零件或產品數量很大，而在大多數工作地點經常是重復性地進行相同的工序。 生產類型的判別要根據零件的生產數量（生產綱領）及其自身特點，具體情況見表1-1。 表1-1： 生產類型與生產綱領的關系 生產類型 重型 （零件質量大于2000kg） 中型 （零件質量為100-2000kg） 輕型 （零件質量小于100kg） 單件生產 小于等于5 小于等于20 小于等于100 小批生產 5-100 20-200 100-500 中批生產 100-300 200-500 500-5000 大批生產 300-1000 500-5000 5000-50000 大量生產 大于1000 大于5000 大于50000 依設計題目知：Q=3000臺/年，n=2件/臺；結合生產實際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產綱領 N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年 零件是輕型零件，根據表1-1可知生產類型為大批生產。 3 零件分析 3.1 零件的結構分析 3.1.1 零件圖分析 題目所給定的零件是液壓萬向臺虎鉗中底座壓塊， 行星架是行星齒輪傳動裝置的主要構件之一，行星輪軸或者軸承就裝在行星架上。 3.1.2 結構工藝性分析 零件的結構的工藝性是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性與經濟性。零件結構工藝性審查如下所述： 1、 避免設置傾斜的加工面，以便減少裝夾次數。 2、 改為通孔或擴大中間孔可減少裝夾次數，保證孔的同軸度。 3、 被加工表面設置在同一平面，可一次走刀加工，縮短調整時間。 4、 避免內表面、內凹面的加工，利于提高效率，保證精度。 5、 加工螺紋時應留有退刀槽，或具有螺紋尾扣，以方便退刀。 6、 將支承面改為臺階式，將加工面鑄出凸臺、保留精加工面的必要長度，以減少加工面，提高效率，保證精度。 7、 避免在斜面上鉆孔，避免鉆頭單刃切削，防止刀具損壞和孔中心偏斜。 8、 避免深孔加工，改善排屑和冷卻條件。 9、 刀具應易于加工切削部位，避免采用接長鉆頭等非標準刀具。 3.2 零件的技術要求分析 3.2.1 主要加工表面之間的相互位置精度 底座壓塊主要加工表面為：基準面A、寬40兩側面和工件左端面。 3.2.3 加工表面的粗糙度 表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度?。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很?。ㄔ?mm以下），它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。 表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。 表面粗糙度與機械零件的配合性質、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關系，對機械產品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標注采用Ra。 1、 底座壓塊基準面A,表面粗糙度Ra3.2 2、 底座壓塊基準面A對面，表面粗糙度Ra6.3 3、 底座壓塊四周面，表面粗糙度Ra6.3 4、 底座壓塊Φ60孔，表面粗糙度Ra6.3 5、 底座壓塊不規(guī)則面，表面粗糙度Ra6.3 6、 底座壓塊4-Φ10孔，表面粗糙度Ra6.3 4工藝規(guī)程設計 4.1 定位基準的選擇 基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基準選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高，否則加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成大批零件報廢，使生產無法正常進行。 1 、粗基準的選擇 ① 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。 ② 如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。 ③ 如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。 ④ 選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 ⑤ 粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。 重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選底座壓塊基準面A及兩側面作為定位粗基準。 2、 精基準的選擇 選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。 ①用設計基準作為定位基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。 ②當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現“基準統(tǒng)一”，以免生產基準轉換誤差。 ③當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 ④為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。 ⑤有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。 根據該底座壓塊零件的技術要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目以基準面A及兩個Φ10孔為定位精基準，滿足要求。 4.2 制定加工工藝路線 4.2.1 各表面加工方法選擇 1、 底座壓塊基準面A對面，采用銑削加工，表面粗糙度Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。 2、 底座壓塊基準面A，采用銑削加工，表面粗糙度Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。 3、 底座壓塊四周面，采用銑削加工，表面粗糙度Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。 4、底座壓塊Φ60孔及不規(guī)則圖形，采用銑削加工，表面粗糙度Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。 5、底座壓塊寬40兩端面，采用銑削加工，表面粗糙度Ra3.2，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。 6、 底座壓塊4-Φ10孔，采用鉆削加工，表面粗糙度Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 4.2.2 加工工藝路線方案 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。 4.2.3 確定加工工藝路線 工序01：金屬型澆注 工序02：時效處理以消除內應力 工序03：銑基準面A對面 工序04：粗銑、精銑基準面A 工序05：鉆4-Φ10孔 工序06：銑不規(guī)則圖形（包括Φ60孔） 工序07：粗銑、精銑寬40兩端面 工序08：銑工件四周面，倒角C2 工序09：銑右側兩個凸臺的前后端面 工序10：鉗工去毛刺 工序11：檢驗至圖紙要求 工序12：表面噴鐵紅醇酸防銹漆、包裝、入庫 4.3 選擇加工設備及工藝裝備 工序03：銑基準面A對面，刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：數控銑床XK713 工序04：粗銑、精銑基準面A；刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：數控銑床XK713 工序05：鉆4-Φ10孔；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用夾具；機床：搖臂鉆床Z3025 工序06：銑不規(guī)則圖形（包括Φ60孔），刀具：立銑刀；量具：游標卡尺；機床：數控銑床XK713 工序07：粗銑、精銑寬40兩端面，刀具：立銑刀；量具：游標卡尺；機床：立式銑床X52K 工序08：銑工件四周面，倒角C2，刀具：立銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：數控銑床XK713 工序09：銑右側兩個凸臺的前后端面，刀具：立銑刀；量具：游標卡尺；機床：立式銑床X52K 4.4 加工工序設計、工序尺寸計算 1.底座壓塊基準A對面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，尺寸加工公差余量CT-8，加工余量MA-F得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm，表面粗糙度Ra6.3，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 2. 底座壓塊基準面A的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，尺寸加工公差余量CT-8，加工余量MA-F得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm，表面粗糙度Ra3.2，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=2.0mm 精銑 單邊余量Z=0.5mm 3. 底座壓塊四周面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，尺寸加工公差余量CT-8，加工余量MA-F得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm，表面粗糙度Ra6.3，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 4.底座壓塊不規(guī)則面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，尺寸加工公差余量CT-8，加工余量MA-F得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 5. 底座壓塊寬40兩端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，尺寸加工公差余量CT-8，加工余量MA-F得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra3.2，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。 6. 底座壓塊右側兩個凸臺的前后端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，尺寸加工公差余量CT-8，加工余量MA-F得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 7. 底座壓塊4-Φ10孔的加工余量 底座壓塊因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，孔的表面Ra6.3，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，一步鉆削即可滿足其精度要求。 4.5 選擇切削用量、確定時間定額 工序01：金屬型澆注 工序02：時效處理以消除內應力 工序03：銑基準面A對面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據XK713型數控銑床說明書，其功率為為3.7kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?45 當＝545r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 則機動工時為 L為走刀路徑長度344mm 工序04：粗銑、精銑基準面A 工步一：粗銑基準面A 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據XK713型數控銑床說明書，其功率為為3.7kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?45 當＝545r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 則機動工時為 L為走刀路徑長度344mm 工步二：精銑基準面A 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據XK713型數控銑床說明書，其功率為為3.7kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝800r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 則機動工時為 L為走刀路徑長度344mm 工序05：鉆4-Φ10孔 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=4 則機動工時為 工序06：銑不規(guī)則圖形（包括Φ60孔） 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據XK713型數控銑床說明書，其功率為為3.7kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?45 當＝545r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 則機動工時為 L為走刀路徑長度L=322.28mm+144.67mm+190.7mm=657.65mm 工序07：粗銑、精銑寬40兩端面 工步一：粗銑寬40兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工步二：精銑寬40兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工序08：銑工件四周面，倒角C2 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據XK713型數控銑床說明書，其功率為為3.7kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?45 當＝545r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 則機動工時為 L為走刀路徑長度L=440mm，工件厚度為25mm,一次走刀切削2.5mm，共需要走刀十次。 工序09：銑右側兩個凸臺的前后端面 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝600 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工序10：鉗工去毛刺 工序11：檢驗至圖紙要求 工序12：表面噴鐵紅醇酸防銹漆、包裝、入庫 5 機床專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計工序07：粗銑、精銑寬40兩端面的夾具設計 5.1 專用夾具的提出 本夾具主要用于粗銑、精銑寬40兩端面，粗糙度為Ra3.2，精度要求相對較高，故設計夾具時要考慮在內。 5.2 定位基準的選擇 選擇底座壓塊基準A和兩個Φ10孔來定位，對應的定位元件為支承板、A型固定式定位銷和B型固定式定位銷。 1、 底座壓塊基準A與支承板相配合限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。 2、 底座壓塊一個Φ10孔與A型固定式定位銷相配合限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。 3、 底座壓塊另一個Φ10孔與B型固定式定位銷相配合限制一個自由度，即Z軸轉動，底座壓塊六個自由度被完全限制，屬于完全定位。 5.3 定位誤差分析 (1)移動時基準位移誤差 （式5-1） 式中： ———— A型固定式定位銷孔的最大偏差 ———— A型固定式定位銷孔的最小偏差 ————A型固定式定位銷定位孔與A型固定式定位銷最小配合間隙 代入（式5-1）得： =0.015mm+0+0.013mm =0.028mm (2) 轉角誤差 （式5-2） 式中： ———— 心軸孔的最大偏差 ————心軸孔的最小偏差 ————心軸定位孔與心軸最小配合間隙 ————兩可調支承釘的最大偏差 ————兩可調支承釘的最小偏差 ————兩可調支承釘最小配合間隙 其中： 則代入（式5-2）得： 則： 5.4 切削力的計算與夾緊力分析 1、查表4得切削力計算公式： 式中，f=1mm/r,查表得 =736MPa, 即==1547N 所需夾緊力，查表5得，，安全系數K= 式中為各種因素的安全系數，查表得： K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5 2、夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠。 總 結 設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。 設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次設計雖然只有三個月時間，但在這三個月時間中使我對這次設計有了很深的體會。 這次設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數的確定、計算、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)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的實用，在生產過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！ 參考文獻 1.鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8 2.趙志修 主編 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