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西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 搖臂支架的機械加工工藝規(guī)程及 夾具設(shè)計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 B090207 學(xué) 生 楊俊 學(xué) 號 B09020740 指導(dǎo)教師 萬宏強 2013 年 05 月 畢業(yè)設(shè)計 論文 任務(wù)書 系別 機電信息系專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 B090207 姓名 楊俊 學(xué)號 B09020740 1 畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 搖臂支架的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 2 題目背景和意義 夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝置 它的主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量 減輕勞動強度 輔助產(chǎn)品檢測 展示 運輸?shù)?工件 的工藝分析及夾具設(shè)計是工藝工程師必備的專業(yè)素質(zhì) 對學(xué)生的培養(yǎng)具有重要實踐意義 3 設(shè)計 論文 的主要內(nèi)容 理工科含技術(shù)指標(biāo) 1 對所給零件進行設(shè)計和建模 所給零件的工藝分析 計算 編寫各工件加工工藝 2 各工件的定位分析 自由度 夾具的定位誤差計算 3 繪制各夾具的裝配圖及部分零件圖 4 要求各夾具設(shè)計合理 符合工程實際 5 各工件具體參數(shù)見所給參考圖紙 4 設(shè)計的基本要求及進度安排 含起始時間 設(shè)計地點 第 1 周 第 3 周 查閱資料 完成基礎(chǔ)知識的積累和開題報告 第 4 周 第 6 周 典型工件的工藝分析 計算 編寫各工件加工工藝 第 7 周 第 8 周 各夾具的設(shè)計計算 定位分析 設(shè)計中存在的問題 第 9 周 中期檢查 第 10 周 第 13 周 繪制各夾具的裝配圖 部分零件工程圖 第 14 周 第 15 周 完成畢業(yè)論文 第 16 周 答辯 5 畢業(yè)設(shè)計 論文 的工作量要求 不少于 15000 字 實驗 時數(shù) 或?qū)嵙?xí) 天數(shù) 圖紙 幅面和張數(shù) A0 圖紙 2 張 工藝卡片 1 份 其他要求 參考文獻不少于 15 篇 其中外文文獻不少于 3 篇 外文文獻翻譯漢字 3000 字以上 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 學(xué)生簽名 年 月 日 系主任審批 年 月 日 說明 1 本表一式二份 一份由學(xué)生裝訂入冊 一份教師自留 2 帶 項可根據(jù)學(xué)科特點選填 I 搖臂支架的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計主要分為兩個階段 機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計和專用夾具的設(shè) 計 在機械加工工藝規(guī)程設(shè)計中 首先 根據(jù)查閱有關(guān)資料 對零件圖進行技術(shù) 要求分析 并熟悉材料種類和用途 確定出搖臂支架毛坯的材料 大小 和形狀 由此確定了加工方案 擬定工藝路線 然后 根據(jù)毛坯尺寸確定加工余量和基準(zhǔn) 安排加工順序 選出所用機床 刀具 夾具 設(shè)計工裝 再次計算各工序的切削 用量及基本工時 并且編寫加工過程和工藝卡片 夾具的設(shè)計主要圍繞機床鉆孔 夾具為中心 設(shè)計出兩套鉆床夾具 分別是在零件一耳端面上鉆一個 3 孔 另 外在兩耳上分別鉆 2 孔 的夾具 確定定位元件和加緊方案 完成夾具的設(shè)計及 其受力分析和誤差分析 最終完成了零件毛坯圖 零件圖 夾具設(shè)計圖 夾具總 裝配圖 關(guān)鍵詞 搖臂支架 工藝設(shè)計 專用夾具 機械 鉆模 加工 II The Machining Process Planning and Fixture Design of Rocker Arm Bracket Abstract This graduation design is mainly divided into two stages the design of the machining process planning and fixture In the machining process planning design first of all according to available information analysis the technical requirements of parts drawing and familiar with the material and use determine the rocker arm support blank material size and shape thereby processing scheme is determined the proposed process line then according to the determination of machining allowance and a reference blank size arrangement processing sequence select the machine tool fixture tooling design again calculate the amount of cutting and the basic working hours each working procedure and the preparation process and process card Fixture design mainly machine drilling fixture as the center designed two sets of drilling fixture which is a Phi drill in parts of an ear end 3 holes in addition to the two ears are respectively drilled 2 holes with fixture Determine the position of components and to plan complete fixture design and analysis of force and error The final completion of the blank drawing part drawing fixture design fixture assembly drawing Key words rocker shaft bracket process design special fixture machinery Fixture processin III 目 錄 1 緒論 1 1 1 機床夾具概述 1 1 1 1 夾具的發(fā)展趨勢 1 1 1 2 夾具的國內(nèi)外相關(guān)研究情況 2 1 2 機床夾具設(shè)計的目的 內(nèi)容 3 1 2 1 設(shè)計的目的 3 1 2 2 設(shè)計的內(nèi)容 3 1 2 3 設(shè)計要求 4 1 2 4 設(shè)計的步驟 4 2 零件工藝方案設(shè)計 5 2 1 零件作用 5 2 2 零件的工藝分析 6 3 工藝規(guī)程設(shè)計 8 3 1 毛坯確定 8 3 1 1 選前準(zhǔn)備 10 3 1 2 確定加工方法 10 3 2 基準(zhǔn)的選擇 10 3 2 1 粗基準(zhǔn)選擇 10 3 2 2 精基準(zhǔn)選擇 11 3 3 工藝路線的擬定 12 3 3 1 工藝路線方案一 12 3 3 2 工藝路線方案二 12 3 4 切削用量 時間定額的計算 13 3 4 1 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13 3 4 2 各工序的切削用量的選擇 14 4 鉆 3mm 孔夾具設(shè)計 23 4 1 夾具設(shè)計 23 4 1 1 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 23 4 1 2 夾具誤差分析 24 4 2 定位誤差分析 27 4 3 工裝夾具的裝配要求 27 4 4 工裝夾具的使用說明 27 IV 4 4 1 夾具的操作步驟 27 4 4 2 夾具使用注意事項 保養(yǎng)及維護 27 5 鉆 2mm 孔夾具設(shè)計 28 5 1 擬定設(shè)計方案 28 5 2 確定夾具設(shè)計方案 28 5 2 1 定位元件及基準(zhǔn)的選擇 28 5 2 2 定夾緊元件及動力裝置確定 29 5 3 力的計算 29 5 3 1 切削力與加緊力的計算 29 5 3 2 夾具精度分析 30 5 4 工裝夾具的裝配要求 30 5 5 工裝夾具的使用說明 30 6 結(jié)論 31 參考文獻 32 致 謝 33 畢業(yè)設(shè)計 論文 知識產(chǎn)權(quán)聲明 34 畢業(yè)設(shè)計 論文 獨創(chuàng)性聲明 35 1 緒論 1 1 緒論 1 1 機床夾具概述 在機械制造過程中 用來固定加工對象 使其占有正確的位置 以使工件接 受施工在鉆床上進行孔的鉆 鉸 擴 攻螺紋加工時所用的夾具稱為鉆夾具 又 稱為鉆模 機床夾具為機床的一種附加裝置 安裝工件后使之獲得相對機床成刀 具的正確位置并把工件可靠的夾緊 1 1 1 夾具的發(fā)展趨勢 近些年來 隨著數(shù)控機床 加工中心 柔性制造單元 柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代 或加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用 使傳統(tǒng)的機械加工的指導(dǎo)方法發(fā)生了重大變革 夾具的 功能已經(jīng)從過去的裝夾 定位 引導(dǎo)刀具 轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾 定位 而數(shù)字化的設(shè)備 加工功能的廣大化 給今后夾具的快速定位 快速裝夾提出了更高的要求 夾具是機械加工不可缺少的部件 在機床技術(shù)向高速 高效 精密 復(fù)合 智能 環(huán)保方向發(fā)展的帶動下 夾具技術(shù)正朝著高精 高效 模塊 組合 通用 經(jīng)濟方向發(fā)展 1 高精 隨著機床加工精度的提高 為了降低定位誤差 提高加工精度 對夾具的制 造精度要求更高 高精度夾具的定位孔距精度高達 5 m 夾具支承面的垂直度 達到 0 01mm 300mm 平行度高達 0 01mm 500mm 德國 demmeler 戴美樂 公 司制造的 4m 長 2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺 其等高誤差為 0 03mm 精密平口鉗的平行度和垂直度在 5 m 以內(nèi) 夾具重復(fù)安裝的定位精度高達 5 m 瑞士 EROWA 柔性夾具的重復(fù)定位精度高達 2 5 m 機床夾具的精度已 提高到微米級 世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè) 誠然 為了適 應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性 夾具有不同的型號 以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選 擇 2 高效 為了提高機床的生產(chǎn)效率 雙面 四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多了 減少工件的安裝時間 各種自動定心夾緊 精密平口鉗 杠桿夾緊 凸輪夾緊 氣動和液壓夾緊等 快速夾緊功能部件不斷地推陳出新 新型的電控永磁夾具 加緊和松開工件只用 1 2 秒 夾具結(jié)構(gòu)簡化 為機床進行多工位 多面和多件 加工創(chuàng)造了條件 為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間 瑞典 3R 夾具僅用 1 分鐘 即可完成線切割機床夾具的安裝與校正 采用美國 Jergens 杰金斯 公 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 2 司的球鎖裝夾系統(tǒng) 1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上 球鎖裝夾 系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具 起到縮短停機時間 提高生產(chǎn)效率的作用 3 模塊 組合 夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ) 利用模塊化設(shè)計的系列化 標(biāo)準(zhǔn)化夾 具元件 快速組裝成各種夾具 已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點 省工 省時 節(jié)材 節(jié)能 體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中 模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè) 計與組裝打下基礎(chǔ) 應(yīng)用 CAD 技術(shù) 可建立元件庫 典型夾具庫 標(biāo)準(zhǔn)和用戶 使用檔案庫 進行夾具優(yōu)化設(shè)計 為用戶三維實體組裝夾具 模擬仿真刀具的切 削過程 既能為用戶提供正確 合理的夾具與元件配套方案 又能積累使用經(jīng)驗 了解市場需求 不斷地改進和完善夾具系統(tǒng) 組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作 正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站 為夾具行業(yè)提供信息交流 夾具產(chǎn)品咨詢與開 發(fā)的公共平臺 爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化 遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù) 化 4 通用 經(jīng)濟 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性 采用模塊 組合式的夾具系統(tǒng) 一次性投 資比較大 只有夾具系統(tǒng)的可重組性 可重構(gòu)性及可擴展性功能強 應(yīng)用范圍廣 通用性好 夾具利用率高 收回投資快 才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好 德國 demmeler 戴美樂 公司的孔系列組合焊接夾具 僅用品種 規(guī)格很少的配套元 件 即能組裝成多種多樣的焊接夾具 元件的功能強 使得夾具的通用性好 元 件少而精 配套的費用低 經(jīng)濟實用才有推廣應(yīng)用的價值 專家們建議組合夾具行業(yè)加強產(chǎn) 學(xué) 研協(xié)作的力度 加快用高新技術(shù)改造 和提升夾具技術(shù)水平的步伐 創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站 充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) 與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù) 主動與國外夾具廠商聯(lián)系 爭取合資與 合作 引進技術(shù) 這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑 1 1 2 夾具的國內(nèi)外相關(guān)研究情況 迄今為止 夾具仍是機電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具 刀具 夾具 量 具 模具 之一 夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小行 業(yè) 我國國內(nèi)的夾具始于 20 世紀(jì) 60 年代 當(dāng)時建立了面向機械行業(yè)的天津組合 夾具廠 和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠 以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元 件的工廠 在當(dāng)時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件 800 萬件的水平 20 世紀(jì) 80 年 代以后 兩廠又各自獨立開發(fā)了適合 NC 機床 加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng) 不僅滿足了我國國內(nèi)的需求 還出口到美國等國家 當(dāng)前我國每年尚需進口不少 NC 機床 加工中心 而由國外配套的孔類夾具 價格非常昂貴 現(xiàn)大都由國內(nèi) 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 3 配套 節(jié)約了大量外匯 從國際上看俄國 德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國 當(dāng)前國際上的夾具 企業(yè)均為中小企業(yè) 專用夾具 可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨 而通用 性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種 由于我國在組合夾具技術(shù) 上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢 隨著我國加入 WTO 和制造業(yè)全球一體化 的趨勢 特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展 其中蘊藏著很大的商機 具有進一步擴大 出口良好前景 1 2 機床夾具設(shè)計的目的 內(nèi)容 1 2 1 設(shè)計的目的 本次設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課 技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后而 進行 此次的設(shè)計是對大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的 綜合性的總復(fù)習(xí) 也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練 其目的在于 1 鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識 也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗 2 加強我們查閱資料的能力 熟悉有關(guān)資料 3 樹立正確的設(shè)計思想 掌握設(shè)計方法 培養(yǎng)我們的實際工作能力 4 通過對搖臂支架的機械制造工藝設(shè)計 使我們在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計 工藝方案論證 機械加工余量計算 工藝尺寸的確定 編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù) 文獻等各個方面受到一次綜合性的訓(xùn)練 初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的 工藝規(guī)程的能力 5 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求 運用夾具設(shè)計的基本原理和方法 學(xué)會擬 定夾具設(shè)計方案 完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 初步具備設(shè)計出高效 省力 經(jīng)濟合理并 能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力 6 通過零件圖 裝配圖繪制 使我們對于 AutoCAD 繪圖軟件的使用能得到進 一步的提高 通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 使我們在擬定傳動和變速的 結(jié)構(gòu)方案過程中 得到設(shè)計構(gòu)思 方案的分析 結(jié)構(gòu)工藝性 機械制圖 零件計 算 編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練 樹立正確的設(shè)計思想 掌握基 本的設(shè)計方法 并培養(yǎng)自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析 結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力 1 2 2 設(shè)計的內(nèi)容 1 本次設(shè)計的主要內(nèi)容為 首先運用 AutoCAD 軟件繪制搖臂支架的二維零件 圖 2 對搖臂支架零件進行工藝分析 確定毛坯類型和制造方法 搖臂支架的材 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 4 料為 45 鋼 擬采用以鍛造的形式進行毛坯的制造 并建立該零件三維模型 設(shè) 計該零件毛坯 3 所給零件的工藝分析 計算 編寫加工工藝 設(shè)計 2 個工序的機床夾具 即對鉆 2 孔和 3 孔兩加工工序進行夾具裝配圖及夾具體的設(shè)計 有定位分析 自由度 夾具的定位誤差計算等內(nèi)容 4 繪制各夾具的裝配圖及部分零件圖 5 各工件具體參數(shù)見所給參考圖紙 1 2 3 設(shè)計要求 評價機床性能的優(yōu)劣 主要是根據(jù)技術(shù) 經(jīng)濟指標(biāo)來判定的 技術(shù)先進合理 亦即 質(zhì)優(yōu)價廉 才會受到用戶的歡迎 在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力 機床設(shè) 計的技術(shù) 經(jīng)濟指標(biāo)可以從滿足性能要求 經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進行分析 1 2 4 設(shè)計的步驟 1 調(diào)查報告 研究市場和用戶對設(shè)計機床的要求 然后檢索有關(guān)資料 其中包括情報 預(yù) 測 研究成果 發(fā)展趨勢 新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等 甚至還可以通過 網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進國家的有關(guān)資料和專利等 通過對上述資料的分析研究 擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?以保證機床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率 使用戶有較好的經(jīng)濟效益 2 擬定方案 通?？梢詳M定出幾個方案進行分析比較 每個方案包括的內(nèi)容有 工藝分析 主要技術(shù)參數(shù) 總布局 主要部件的結(jié)構(gòu)草圖 實驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟分析等 在制定方案時應(yīng)注意以下幾個方面 1 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時 應(yīng)先滿足使用要求 其次才是盡可能便于制造 要盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu) 2 設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗為依據(jù) 凡是未經(jīng)實踐考驗的方案 必須 經(jīng)過實驗證明可靠后才能用于設(shè)計 3 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合 盡量采用先進工藝 迅速提高生產(chǎn)力 為實現(xiàn)四個現(xiàn) 代化服務(wù) 注意吸取前人和國外的先進經(jīng)驗 并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展 3 工作圖設(shè)計 首先 在選定工藝方案并確定機床配置形式 結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上 進行方案圖 紙的設(shè)計 這些圖紙包括 被加工零件工序圖 加工示意圖 機床聯(lián)系尺寸圖和 生產(chǎn)率計算卡 統(tǒng)稱 三圖一卡 設(shè)計 并初定出主軸箱輪廓尺寸 才能確定機床 各部件間的相互關(guān)系 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 5 然后 整理機床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計計算書 編制各類零件明細表 編寫機床說明書等技術(shù)文件 最后 對有關(guān)圖紙進行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查 2 零件工藝方案設(shè)計 6 2 零件工藝方案設(shè)計 2 1 零件作用 叉架類零件包括撥叉 支架 連桿 杠桿等 它們多為鑄件或鍛件 結(jié)構(gòu)形 狀變化較大 也較為復(fù)雜 機械加工的工序常不相同 選擇主視圖時應(yīng)根據(jù)零件 的具體特點 按其工作位置和充分反映零件特征的原則來選擇定 除用基本試圖 外 常采用局部視圖 斜視圖 局部放大圖等放大圖來表示一些局部結(jié)構(gòu) 而用 剖面圖來表示需要表達的斷面形狀 題目所給的零件搖臂支架中 潤滑油由 2 孔進入 3 孔油道孔 4 孔壓入 S4 球收口保證油道內(nèi)部的清潔 10 5 用來裝配搖臂軸 12 的兩耳與孔配合 起到支撐作用 支撐搖臂按正常軌跡動作 圖 2 1 搖臂支架零件三維圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 7 圖 2 2 搖臂支架零件二維圖 2 2 零件的工藝分析 該零件是支架類零件 形狀不規(guī)則 尺寸精度 行位精度要求一般 主要技術(shù)要求 1 未鍛造圓角 R2 R4 2 去銳邊尖角 3 清洗油道后在 孔內(nèi)壓入 S4 壓入孔口收口 0 1534 具體要求如下 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 8 表 2 1 零件所有尺寸及精度要 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差 mm 及精 度等級 表面粗糙 度 Ra m 形位公差 mm 搖臂支架底面 20 IT11 3 2 搖臂支架耳朵 端面 54 IT7 6 3 搖臂支架耳朵 外表面 0 16342IT8 0 8 0 05 D 3mm 孔 3 IT12 12 5 4mm 孔 0 15340 018 IT8 6 3 10 5mm 孔 10 5 IT12 12 5 6 1mm 孔 6 1 IT12 12 5 搖臂支架外圓 表面 20 IT12 6 3 0 1 100 D 3 工藝工程設(shè)計 8 3 工藝規(guī)程設(shè)計 搖臂支架在工作中承受多向交變載荷的作用 要求具有很高的強度 因此 支架材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼 該搖臂支架采用 45 鋼 45 鋼最低抗拉 強度為 600MPa 屈服強度不小于 355MPa 適用范圍是承受彎曲應(yīng)力及抗拉應(yīng) 力 耳朵表面要求高頻淬火處理 硬度為 52 56HRC 3 1 毛坯確定 毛坯制造方法的選擇 主要根據(jù)生產(chǎn)類型 材料的工藝性 可塑性 可鍛性 及零件對材料的組織性能要求 零件的形狀及其外形尺寸 毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條 件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法 由于搖臂支架在工作過程中要成熟沖擊載荷 為增強其強度和韌性 且根據(jù) 生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn) 毛坯選用鍛件 為提高生產(chǎn)率和鍛件的精度 采用模鍛方 法來制造毛坯 要確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 應(yīng)該先確定一下各個因素 1 公差等級 由搖臂支架的公用和技術(shù)要求 確定該零件的公差等級為普通 級 2 鍛件重量 搖臂支架的重量約為 0 23Kg 初步估計機械加工前鍛件毛坯的 重量為 0 4Kg 3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對零件圖金星分析計算 可大致確定鍛件外廓包容的長 度 寬度 高度 即 L 54mm b 32mm h 53mm 可計算出該鍛件的形狀復(fù) 雜系數(shù) S 0 526 屬于 S2 級 tnm 4 鍛件材質(zhì)系數(shù) 搖臂支架的材料為 45 鋼 是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 0 65 的碳 素鋼 所以該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于 M 級 5 鍛件分模線形狀 根據(jù)該零件的形位特點 選擇零件高度方向的對稱平面 為分模面 屬于直分模線 6 零件表面粗糙度 由零件圖可知 各個加工表面的粗糙度 Ra 大多數(shù)都大于 等于 3 2 m 根據(jù)上述諸因素 可查表確定該鍛件的尺寸和機械加工余量 如下圖所示 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 9 圖 3 1 搖臂支架毛坯圖 搖臂支架材料為 45 由于產(chǎn)品外表面大部分不用加工 所以毛坯選用精密 模鍛 該種模鍛的尺寸公差等級為 6 7 級 確定加工表面的總余量 如下表所示 表 3 1 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 12 的面 12 3 2 15 2 高 53 2 55 總長 54 3 57 20 的面 25 4 29 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 10 3 2 零件模鍛毛坯圖 3 1 1 選前準(zhǔn)備 在擬定零件加工工藝路線時 首先要確定各個表面的加工方法和加工方案 零件表面的加工方案 首先取決于加工表面的技術(shù)要求 當(dāng)明確了各加工表面的 技術(shù)要求后 即可根據(jù)這些要求選擇能保證該要求的最終加工方法 并同時確定 出所需要經(jīng)過工序 或工步 的加工方法 具體的加工方法可根據(jù)經(jīng)驗或參考有 關(guān)表以及其它有關(guān)工藝手冊來確定 所選擇的加工方法 應(yīng)滿足零件的質(zhì)量要求 要具有良好的加工經(jīng)濟性和高的生產(chǎn)率 滿足同樣精度要求的加工方法有若干種 為此 選擇加工方法時應(yīng)考慮下列因素 1 按經(jīng)濟精度選擇加工方法 所謂經(jīng)濟精度指的是在正常生產(chǎn)條件 完好的 設(shè)備 使用必需的刀具和適當(dāng)質(zhì)量的夾具 一定熟練程度等級的生產(chǎn)工人 合理 的定額工時 下 所能達到的經(jīng)濟精度 相應(yīng)的粗糙度稱為經(jīng)濟粗糙度 2 工件的材料性質(zhì) 3 工件的形狀尺寸 如小孔一般采用鉆 擴 鉸的方法 大孔常采用鏜削的加 工方法 當(dāng)有孔和外圓時宜先加工孔 4 生產(chǎn)類型 5 生產(chǎn)率和經(jīng)濟性 對于較大的平面 銑削加工生產(chǎn)率較高 窄長的工件宜采 用刨削加工 對于大量生產(chǎn)的低精度孔系 宜采用多軸鉆 對批量較大的曲面加 工 可采用機械靠模加工 數(shù)控加工和特種加工等加工方法 6 具體生產(chǎn)條件 使生產(chǎn)符合實際 并充分挖掘現(xiàn)有使用潛力 7 特殊要求 3 1 2 確定加工方法 平面加工方法 粗銑 精銑 經(jīng)濟精度為 IT8 IT10 表面粗糙度為 Ra1 6 Ra3 2 外圓柱面的加工 粗車 半精車 精車 經(jīng)濟精度為 IT7 IT8 表面粗糙 度 Ra1 6 Ra3 2 未鍛出孔 鉆 鉸 經(jīng)濟精度為 IT8 IT9 表面粗糙度為 Ra1 6 Ra3 2 小孔加工 鉆 螺紋孔 先鉆后攻絲 3 2 基準(zhǔn)的選擇 3 2 1 粗基準(zhǔn)選擇 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 11 粗基準(zhǔn)選擇時 應(yīng)重點考慮兩個問題 一是保證主要加工面有足夠而均勻的 加工余量和各待加工表面有足夠的加工余量 二是保證加工面與不加工面之間的 位置精度 其選擇原則為 1 為了保證加工面與不加工面之間的位置要求 應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn) 2 合理分配個加工面的加工余量 a 為了保證各加工面都有足夠的加工余量 應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗基 準(zhǔn) b 為了保證重要加工表面的加工余量均勻 應(yīng)選重要加工面為粗基準(zhǔn) c 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使工件上各加工表面總的金屬切除量最小 3 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用 在同一尺寸方向上通常只使用一次 4 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)光潔 要避開鍛造 飛邊和鑄造澆冒口 分型面 毛 刺等缺陷 以保證定位準(zhǔn)確 加緊可靠 當(dāng)使用夾具裝夾時 選擇的粗基準(zhǔn)面最 好使夾具結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 因此 選擇外圓 20mm 的外圓面做粗基準(zhǔn) 3 2 2 精基準(zhǔn)選擇 精基準(zhǔn)的選擇 重點是考慮如何減小工件的定位誤差 保證工件的加工精度 同時也要考慮工件的裝夾方便可靠 夾具結(jié)構(gòu)簡單 使零件的制造較為經(jīng)濟 容 易 其選擇原則為 1 基準(zhǔn)重合原則 以設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 2 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 加工過程中采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn) 這樣做可以簡化工藝規(guī) 程的制定工作 減小夾具設(shè)計 制造量和成本 縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 由于減少了 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換 便于保證各加工表面的相互位置精度 基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是選 擇精基準(zhǔn)的兩個重要原則 但有時兩者相互矛盾 必須處理好 當(dāng)遇有尺寸精度 較高的表面時 應(yīng)以基準(zhǔn)重合為主 以免給加工帶來困難 這時不宜做到基準(zhǔn)統(tǒng) 一原則 除此之外 均應(yīng)考慮基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 3 自為基準(zhǔn)原則 當(dāng)加工余量小而均勻時選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn) 4 互為基準(zhǔn)原則 用于兩個有相互位置要求的表面 采用反復(fù)加工 相互作 為基準(zhǔn) 根據(jù)該搖臂支架的技術(shù)要求和裝配要求 選擇搖臂支架的底面和搖臂支架耳 朵的端面作為精基準(zhǔn) 零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)來進行加工 即遵循了 基準(zhǔn)統(tǒng)一 的原則 搖臂支架的底面是設(shè)計基準(zhǔn) 選用其做精基準(zhǔn)定 位加工 10 5mm 孔和 6 1mm 孔以及搖臂支架的外圓 12mm 搖臂支架耳朵 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 12 的端面做為精基準(zhǔn) 可以鉆 3mm 孔和 4mm 孔 這樣就實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工 藝基準(zhǔn)的重合 同時也保證了被加工表面的平行度要求 3 3 工藝路線的擬定 3 3 1 工藝路線方案一 模鍛 工序 1 車外圓 端面 倒角至要求 半精車底面 倒角 切槽 工序 2 銑底面和頂面 工序 3 鉆 10 5 6 1 鉆 3 鉸孔 4 工序 4 鉆 2 2 工序 5 局部淬火 工序 6 磨 2 12 工序 7 終檢 3 3 2 工藝路線方案二 模鍛 工序 1 銑底面和頂面 工序 2 外圓 端面 倒角至要求 半精車端面 倒角 切槽 工序 3 鉆 擴孔 10 5 鉆 擴 6 1 鉆 鉸 3 锪 4 孔 工序 4 鉆 2 2 孔 工序 5 局部淬火 工序 6 磨 12 外圓 工序 7 終檢 兩個方案在開始時加工就出現(xiàn)不同 方案一實現(xiàn)加工面 方案二實現(xiàn)加工軸 根據(jù)給定的條件可知 需先加工作為基準(zhǔn)的底面 而且方案一端面需精加工 因 此需兩個圓柱的粗加工都結(jié)束后才能實施精加工 選擇方案時還應(yīng)考慮工廠的具 體條件等因素 如設(shè)備 能否借用工 夾 量具等 本次設(shè)計選擇工藝路線二 根據(jù)方案二制定出詳細的工序劃分 具體加工工藝路線及設(shè)備 工裝的選用 如表 3 2 所示 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 13 表 3 2 機床 刀具及量具的選用 工序號 工序名稱 機床設(shè)備 刀具 量具 1 粗銑搖臂支架底面 X6132 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺 2 粗車搖臂支架耳朵外圓 表面 CA6140 硬質(zhì)合金車刀 千分尺 3 粗車耳朵端面 倒角 1 45 CA6140 硬質(zhì)合金車刀 千分尺 4 粗車臺階面 半精車臺 階面 車各槽 倒角 2 5 2 CA6140 硬質(zhì)合金車刀 千分尺 5 鉆 擴 6 1mm 孔 10 5mm 孔 Z550 麻花鉆 擴孔鉆 卡尺 塞規(guī) 6 鉆 鉸 3mm 孔 Z550 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 7 锪 4mm 孔 Z550 锪刀 游標(biāo)卡尺 6 鉆 2 2mm 孔 專用鉆床 麻花鉆 卡尺 塞規(guī) 7 搖臂支架兩耳外圓柱表 面局部淬火 淬火機 8 磨削搖臂支架 2 12 外圓柱表面 平面磨床 M114W 砂輪 游標(biāo)卡尺 9 去毛刺 鉗工臺 銼刀 10 清洗 清洗機 11 壓入鋼球 4mm 孔 口收口 12 終檢 淬火機 塞規(guī) 百分 表 3 4 切削用量 時間定額的計算 3 4 1 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 1 銑端面 考慮其加工表面粗糙度要求為 可直接粗銑一次 取6 3Ram 2Z 2mm 已能滿足要求 2 加工 12mm 的外圓表面 可直接粗車 經(jīng)熱處理后在進行磨削 確定工 序尺寸及余量為 2Z 3mm 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 14 3 車削 12mm 端面 考慮其表面粗糙度要求 只要求粗加工 取 2Z 4mm 已能滿足要求 4 加工 10 5mm 孔 其表面粗糙度要求 其加工方式可以分為鉆 擴 兩步 確定工序尺寸及余量為 鉆孔 9 8mm 擴孔 10 5mm 2Z 0 7mm 5 加工 6 1mm 孔 鉆孔 5 8 擴孔 6 1 2Z 0 3mm 6 加工 3mm 孔 其加工方式可以分為鉆兩步 確定工序尺寸及余量為 鉆孔 2 9mm 鉸孔 3mm 2Z 0 1mm 7 加工 4mm 孔 锪孔 4mm 8 加工 2mm 孔 鉆孔 2mm 3 4 2 各工序的切削用量的選擇 1 粗銑 a 銑頂面 1 確定切削用量 確定切削用量 銑削深度 aw aw 1mm 每齒進給量 fz f w 0 2mm 齒 刀具 YT15 硬質(zhì)合金端銑刀 銑削寬度 ae 90 深度 ap 6 齒數(shù) z 4 取刀 具直徑 d0 80mm 選擇刀具前角 0 0 后角 0 8 副后角 0 5 刃傾角 s 5 主偏角 Kr 60 過渡刃 Kr 30 副偏角 Kr 5 銑削速度 V 0 45m s 27m min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n s 102710min8wvrd 現(xiàn)采用 X6132 銑床 根據(jù)機床使用說明書 取 118r minw 故實際切削速度為 01 3in1wnv 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 15 工作臺每分進給量 mfzwfn 取 0 15 z 4 118 代入公式得 zfwn 0 15 4 118 70 8m minf 取 70m minmf 40mm12l 走刀次數(shù)為 1 2 計算基本工時 機動時間 tm 120 57minmltf b 銑底面 52mm12l 機動時間 tm 120 74minmltf 2 粗車 12 外圓 1 確定切削用量 a 確定背吃刀量 粗車外圓 加工余量為 2Z 3mm 一次走刀 則 ap 1 5mm b 確定進給量 刀桿尺寸 16 25 工件直徑為 12mm 則 f 0 3 0 4 f 0 3 c 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表 1 9 查取后刀面磨損最大限度為 0 8 1 0 焊接耐用度 T 60mm d 確定切削速度 VC 查取 ap 1 5 f 0 3mm r 車刀為 YG 硬質(zhì)合金 由于實際車削過程使用 條件的改變 查取切削速度修正系數(shù) K v 0 86 43vc 則 0 2 150 243 86min6vcxympkTaf e 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 19 48in152cswnrd 按 CA6140 車床轉(zhuǎn)速選擇與 408r min 相近似的機床轉(zhuǎn)速 n 410r min 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 16 則實際切削速度 3 14 15 2 410 1000 20m min 10ndV 綜上 此工步的切削用量為 a 1 5mm f 0 3 n 410r min V 20m min 2 計算基本工時 123 5 20min0 12i41 3mslltinf 3 粗車 12 端面 1 確定切削用量 a 確定背吃刀量 ap 粗車的余量為 3mm a 1 5mm b 確定進給量 加工材料 45 車刀刀桿尺寸為 16 d0 12 2mm 切削深度 a 1 5mm 則 進給量為 0 3 0 4 查取橫向進給量取 f 0 3mm r c 確定切削速度 VC 刀具用 YG6 硬質(zhì)合金車刀加工 a 1 5mm f 0 1mm r 切削速度的修正 系數(shù)為 K v 0 81 則 0 2 150 24381min6vcxympkTf 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 13in12 cswnrd 按 CA6140 車床轉(zhuǎn)速選擇與 313r min 相近似的機床轉(zhuǎn)速 n 350r min 則實 際切削速度 3 14 12 2 350 1000 13 4m min 10nV 綜上 此工步的切削用量為 a 3mm f 0 3 n 350r min V 13 4m min 2 計算基本工時 d 15 2 d 1 0 l 1 0 l 2 l3 0 12 2 0 2 0 0 0 6 6mm1 dLl T 6 6 1 0 03 350 0 63min 4 粗車臺階面 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 17 1 切削用量的計算 a 確定背吃刀量 ap 粗車的余量為 2Z 4 a 2mm b 確定進給量 加工材料 45 車刀刀桿尺寸為 16 工件直徑 25mm 切削深度 a 2mm 則進給量為 0 3 0 4 查橫向進給量取 f 0 3mm r c 確定切削速度 VC 當(dāng)用 YG6 硬質(zhì)合金車刀加工 a 2mm f 0 03mm r 由于實際情況 在車 削過程使用條件的改變 查得切削速度的修正系數(shù)為 K v 0 81 則 0 2 150 243817 6min6vcxympkTaf 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 107 8in20cswnrd 按 CA6140 車床轉(zhuǎn)速選擇與 280r min 相近似的機床轉(zhuǎn)速 n 300r min 則實際切削速度 3 14 20 300 1000 18 8m min 10ndV 綜上 此工步的切削用量為 a 2mm f 0 0 3 n 300r min V 18 8m min 2 計算基本工時 d 25 d1 12 l 1 3 l 2 l3 0 20 12 2 3 0 0 7mm1 L T 7 1 0 03 300 0 78min 5 倒角 1 45o 采用車刀 為縮短輔助時間 取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速車削相同 n 480r min 手動進給 6 半精車臺階面 1 切削用量的計算 a 確定背吃刀量 ap 粗車的余量為 0 5 a 0 5mm b 確定進給量 加工材料 45 車刀刀桿尺寸為 16 工件直徑 20mm 切削深度 a 0 5mm 則進給量為 0 1 0 2 橫向進給量取 f 0 1mm r 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 18 c 確定切削速度 Vc 當(dāng)用 YG6 硬質(zhì)合金車刀加工 a 0 5mm f 0 1mm r 由于實際情況 在 車削過程使用條件的改變 查得切削速度的修正系數(shù)為 K v 0 81 則 0 2 150 243817min6vcxympkTaf 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 1743in20cswnrd 按 CA6140 車床轉(zhuǎn)速選擇與 430r min 相近似的機床轉(zhuǎn)速 n 450r min 則實 際切削速度 3 14 20 450 1000 28m min 10nV 綜上 此工步的切削用量為 a 0 5mm f 0 1 n 450r min V 28m min 2 計算基本工時 d 25 d1 12 l 1 0 l 2 l3 0 20 12 2 3 0 0 7mm123 dLl T 7 1 0 1 450 0 15min 7 倒角 2 5 2 采用車刀 為縮短輔助時間 取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速車削相同 n 450r min 手動進給 8 切槽 1 5 0 5 采用切槽刀 為縮短輔助時間 取主軸轉(zhuǎn)速與車削相同 n 450r min 手動進給 9 鉆 9 8mm 孔 1 切削用量的計算 切削深度 0 25 pa 進給量 取 f 0 22mm r 取鉆削速度 V 12 25m min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 1012 5398mincswvrd 取 n 480r min 實際切削速度 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 19 3 14 9 8 480 1000 14 77m min 10ndV 2 計算基本工時 機動時間 tm 取 l 53 l 1 3 l 2 4 f 0 22 n 480r min 代入公式得 53 3 4 0 22 480 0 568min12 wlTf 10 擴 10 5 孔 1 切削用量的計算 切削深度 0 5 pa 進給量 取 f 1 1mm r 取切削速度 V 0 4V 鉆 5 788m min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 105 7816min0cswvrd 取 n 180r min 2 計算基本工時 機動時間 tm 取 l 53 l 1 3 l 2 3 f 1 1 n 180r min 代入公式得 53 3 3 1 1 180 0 298min12 wlTf 11 鉆 5 8mm 孔 1 切削用量的計算 切削深度 2 9 pa 進給量 取 f 0 14mm r 取切削速度 V 15m min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 1015824min cswvrd 取 nw 910r min 實際切削速度 3 14 5 8 910 1000 16 57m min 10nV 2 計算基本工時 機動時間 tm 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 20 取 l 47 l 1 3 l 2 3 f 0 14 n 910r min 代入公式得 47 3 3 0 14 910 0 416min12 wlTf 12 擴 6 1 孔 1 切削用量的計算 切削深度 0 1 pa 進給量的確定 f 0 9mm r 取切削速度 V 0 4V 鉆 6 628m min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 106 2834min1cswvrd 取 n 480r min 2 計算基本工時 機動時間 tm 取 l 47 l 1 3 l 2 3 f 1 1 n 480r min 代入公式得 47 3 3 0 9 480 0 123min12 wlTf 13 加工 3mm 孔 a 鉆 2 9mm 孔 1 切削用量的計算 切削深度 1 45 pa 進給量 取 f 0 08mm r 取切削速度 V 15m min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 取 nw 1700r min mi16479 2501rxdvwcs 實際切削速度 3 14 2 9 1700 1000 15 48m min 10nV 2 計算基本工時 機動時間 tm 取 l 48 l 1 3 l 2 0 f 0 08 n 1700r min 代入公式得 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 21 48 3 0 0 08 1700 0 397min12 wlTnf b 鉸 3 孔 1 切削用量的計算 切削深度 0 05 f 0 7mm rpa 取切削速度 V 0 4V 鉆 6m min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 取 n 600r min 1063mincswvrd 2 計算基本工時 機動時間 tm 由鉆孔的基本時間可由公式 求得 fnlfLtj 21 式中 3mm 因為是盲孔 所以l48 l 02 l 進給量 0 5mm r n 600 r min 所以 f 0 17min 10 2s fnllfLtj 21 輔助時間 的計算at 0 15 0 15 10 2 1 53satmt 其他時間的計算 其他時間 6 0 64sxbt at 單件時間 的計算djt 單件時間 10 2s 1 53s 0 64s 12 37sjt 14 锪 4 孔 1 切削用量的計算 進給量 取 f 1 3f 鉆 0 043mm rf 取切削速度 V 1 3V 鉆 9 1m min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 109 1724mincswvrd 取 n 750r min 實際切削速度 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 22 3 14 4 750 1000 9 4m min10ndV 2 計算基本工時 機動時間 tm 取 l 4 l1 2 l2 0 f 0 043mm r n 750r min 代入公式得 4 2 0 0 043 750 0 19min12 wlTnf 15 鉆 2 2 的孔 1 切削用量的計算 切削深度 4 5 進給量 f 0 4mm r 取切削速度 V 18m minpa 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 101826mincswvrd 取 nw 3000r min 實際切削速度 3 14 2 1700 1000 18 84m min 10nV 2 計算基本工時 機動時間 tm 取 l 4 5 l 1 3 l 2 3 f 0 4 n 3000r min 代入公式得 4 5 3 3 0 4 3000 0 875min12 wlTf 16 熱處理 17 磨削 1 選擇砂輪 選砂輪選擇結(jié)果為 A46KV6P 300 50 230 砂輪耐用度為 1800s 2 確定切削用量 砂輪轉(zhuǎn)速 1500r min V 砂 27 5m min 0 5 0 6 B 20 32af 20mm 18m min 0 0056mm stwVrf 3 計算基本工時 12137 68021 07min05barLZktvf 4 鉆 3mm 孔夾具設(shè)計 23 4 鉆 3mm 孔夾具設(shè)計 4 1 夾具設(shè)計 已知搖臂支架的材料為 45 鋼 毛坯為鍛件 所用機床為臺式鉆床 Z550 本 夾具主要用來鉆 3mm 孔 刀具為麻花鉆 由于本工序的加工精度不高 在加 工本道工序時 主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率 降低勞動強度 4 1 1 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 按照基準(zhǔn)重合原則確定的 用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 以避免定位基準(zhǔn)與設(shè) 計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差 有利于提高夾緊剛度 缺點是夾緊力大 容易引起定位元件變形 夾具設(shè)計簡單 裝夾方便 a 確定定位元件 3mm 孔的加工精度要求不高 只需要鉆即可 根據(jù)零件圖和和規(guī)定的定 位基準(zhǔn) 為了減小定位誤差 按基準(zhǔn)重合原則選 10 H7 h6 定位芯軸與 10 1mm 孔為定位基準(zhǔn) 選用定位芯軸限制 2 個自由度 分別是沿 Y 軸和 Z 軸 的移動 再選用搖臂支架另一只耳朵 即外圓柱面為工件定位基面 選用 2 個 V 型塊 可以限制限工件 4 個自由度 即工件在沿 X 軸和繞 X 軸 Y 軸和 Z 軸 方向的運動同時被限定 屬于完全定位 此夾具的夾緊裝置為螺旋夾緊 因為用于鉆小孔的夾具 常常不另外再設(shè)夾 緊裝置 這種處理方法可以縮短夾具的制造周期 降低夾具制造成本 又可以節(jié) 省安裝工件的時間 提高生產(chǎn)率 b 確定導(dǎo)向裝置 本工序選用可換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件 c 確定加緊方式及元器件選擇 夾緊機構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定 夾緊力作用點的確定 夾緊力大小 的確定 夾緊力作用點的選擇應(yīng)遵循的規(guī)則 1 為了使定位穩(wěn)定 夾緊力作用點應(yīng)該落在主要的定位支承面上 活絡(luò)在主 要的定位支承面上的支承點所圍成的面積內(nèi) 2 夾緊力應(yīng)作用在工件剛性較好的部位上 不應(yīng)該使工件產(chǎn)生夾緊變形或使 工件產(chǎn)生翻磚力矩 3 為了防止工件在加工過程中產(chǎn)生振動 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近被加工 表面 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 24 4 夾緊力作用點的數(shù)目 應(yīng)盡量在工件的整個接觸面上分布均勻 以減小夾 緊變形 該夾具為旋轉(zhuǎn)螺母固定 夾具為手動旋轉(zhuǎn)螺母加緊 在裝夾過程中方便簡單 節(jié)約了大量的裝夾時間 操作方便 使用安全 可靠 且改善工人的勞動條件 減輕勞動強度 在夾緊過程中用不會使工件產(chǎn)生變形 4 1 2 夾具誤差分析 搖臂支架材料為 45 鋼 由于產(chǎn)品外表面大部分不用加工 所以毛坯選用精 密模鍛 該種模鍛的尺寸公差等級為 6 7 級 用查表法確定加工表面的總余量 但由于用查表法所確定的總余量與成產(chǎn)實際情況有些差距 故還應(yīng)根據(jù)工廠具體 情況進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 鉆削切削力的計算公式如表 4 1 表 4 1 鉆削切削力的計算公式 工件 材料 加工 方法 刀具 材料 切削扭矩 計算公式 切削力 計算公式 鉆 pKfDM8 024 3 PfKDF7 06 結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼 736MPab 擴鉆 9apffa 31 耐熱鋼 HB141 pf7 02 Pf7 042 高速鋼 pKfDM8 021 PfKDfF8 019 鉆 硬質(zhì)合金 f 75 24灰鑄鐵 HB190 擴鉆 Pf8 0 75p2a3 Ppffa4 013 高速鋼 KD 1 fKDF8 25 可鍛鑄鐵 HB120 硬質(zhì)合金 PfM8 029Pff7 019 銅合金 鉆 高速鋼 p f8 3 鉆削時的進給量 f 0 15 0 32mm 轉(zhuǎn) 取 f 0 3mm 轉(zhuǎn) 由表 4 1 可知 切削扭矩的計算公式 4 1 pKfDM7 024 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 25 由表 4 1 可知 切削力的計算計算公式如下 F 4 2 FYXKfdC0 為修正參數(shù) 它的計算公式PK 因為 45 號鋼的抗拉強度 取MPa41b Pa736b 5 4 0675 0 1336 P 扭矩的計算如下 帶入式 4 1 得 mN 1 5 547 0230 4 切削力的計算如下 帶入式 4 2 得 其中 f 0 2mm r 1402 則FC F 1402 0 89 1444NFYXKfdC09 037 表 4 2 安全系數(shù) 的數(shù)值60 符號 考慮的因素 系數(shù)值0K 考慮工件材料及加工余量均勻性的安全系數(shù) 1 2 1 51 粗加工 1 22 加工性質(zhì) 精加工 1 03K 刀具鈍化程度 詳見表 3 1 0 1 9 連續(xù)切削 1 04切削特點 斷續(xù)切削 1 2 手動夾緊 1 35夾緊力的穩(wěn)定性 機動夾緊 1 0 操作方便 1 06K 手動夾緊的手柄位置 操作不方便 1 2 接觸點穩(wěn)定 1 07僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時 工件與 支撐面接觸的情況 接觸點不穩(wěn)定 1 5 若安全系數(shù) K 的計算結(jié)果小于 2 3 時 取 K 2 5 計算夾緊力時 通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng) 根據(jù)工件受切削力 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 26 夾緊力 大型工件還應(yīng)考慮工件重力 運動的工件還應(yīng)考慮慣性力等 的作用情 況 找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(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 4 3 WK 式中 實際所需夾緊力 N KW 在一定條件下 由靜力平衡計算出的理論夾緊力 N 安全系數(shù) 表 4 3 安全系數(shù) 2 加工方法 切削力分力情況 KKM 鑄鐵 鋼鉆削 CF 1 15 1 15 1 0 1 0粗?jǐn)U 毛坯 1 3 1 3K 1 2 1 2精擴 CF 1 2 1 2 1 0 1 0P 1 2 1 4 粗車或粗鏜 f 1 25 1 6CF 1 05 1 0P 1 4 1 05 精車或精鏜 f 1 3 1 0 1 6 1 8 含碳量小于 0 3 圓周銑削 粗 精 C1 2 1 4 1 2 1 4 含碳量大于 0 3 1 6 1 8 含碳量小于 0 3 端面銑削 粗 精 F1 2 1 4 1 2 1 4 含碳量大于 0 3 磨削 C 1 15 1 2 拉削 F 1 5 安全系數(shù) K 可按下試計算 4 4 6543210KK 式中 為各種因素的安全系數(shù) 如表 4 2 60 鉆孔時 根據(jù)表 4 2 表 4 3 帶入式 4 4 計算相應(yīng)的安全系數(shù)得 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 27 2 3 310 51 64320 KK 4 2 定位誤差分析 因零件對形位公差及尺寸公差均要求不高 且各定位件均采用標(biāo)準(zhǔn)件 故定 位誤差在此可忽略 4 3 工裝夾具的裝配要求 1 夾具安裝在工作臺上之前應(yīng)該講工作臺仔細清理干凈 不得有雜物 異物 以及灰塵 2 將夾具的底座平穩(wěn)放置在鉆床工作臺上 用螺栓螺母將夾具與工作臺相連 保證夾具放置平穩(wěn) 并檢查螺栓是否擰緊 4 4 工裝夾具的使用說明 4 4 1 夾具的操作步驟 1 夾具使用前檢查夾具與工作臺是否安裝正確 聯(lián)接螺栓是否擰緊 夾具內(nèi) 是否有雜物 灰塵需要清理 2 檢查完畢后旋轉(zhuǎn)下夾具圓柱銷上的旋轉(zhuǎn)螺栓 將工件正確放入夾具內(nèi) 之 后將旋轉(zhuǎn)螺栓擰緊夾緊工件 4 4 2 夾具使用注意事項 保養(yǎng)及維護 1 注意事項 使用前必須保證夾具在工作臺上安裝正確 工件正確放入夾具后應(yīng)旋轉(zhuǎn)螺栓夾緊工件 不可錯放 斜放工件 2 保養(yǎng)及維護 旋轉(zhuǎn)螺栓時以夾緊工件即可 不可過于用力夾緊 工件加工完畢之后應(yīng)及時將夾具從工作臺上卸下 并妥善存放 5