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四川大學(xué)錦城學(xué)院 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號(hào)及規(guī)格 圖 號(hào) 名 稱(chēng) 工藝文件編號(hào) 共 7 頁(yè) 泵 蓋 第2頁(yè) 材料牌號(hào)及名稱(chēng) 毛坯外型尺寸 HT150 零件毛重 零件凈重 硬 度 1.4kg 180-200HB 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 名 稱(chēng) Z525 立式鉆床 專(zhuān) 用 工 藝 裝 備 名 稱(chēng) 代 號(hào) 鉆夾具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 單件工時(shí)定額 每臺(tái)件數(shù) 1 技 術(shù) 等 級(jí) 冷 卻 液 亞硝酸鈉 工序號(hào) 工步號(hào) 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號(hào) 名 稱(chēng) 代 號(hào) 名稱(chēng) 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 40 1 锪平4-Φ18深2 锪孔刀 游標(biāo)卡尺 13.6 2.0 0.2 275 2 鉆Φ9孔 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 17.9 4.5 0.25 475 編 制 校 對(duì) 會(huì) 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 四川大學(xué)錦城學(xué)院 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號(hào)及規(guī)格 圖 號(hào) 名 稱(chēng) 工藝文件編號(hào) 共 7 頁(yè) 泵 蓋 第3頁(yè) 材料牌號(hào)及名稱(chēng) 毛坯外型尺寸 HT150 零件毛重 零件凈重 硬 度 1.4kg 180-200HB 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 名 稱(chēng) X51 立式銑床 專(zhuān) 用 工 藝 裝 備 名 稱(chēng) 代 號(hào) 銑夾具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 單件工時(shí)定額 每臺(tái)件數(shù) 1 技 術(shù) 等 級(jí) 冷 卻 液 亞硝酸鈉 工序號(hào) 工步號(hào) 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號(hào) 名 稱(chēng) 代 號(hào) 名稱(chēng) 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 50 1 銑寬24的槽 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 69.1 2.0 0.25 275 編 制 校 對(duì) 會(huì) 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 四川大學(xué)錦城學(xué)院 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號(hào)及規(guī)格 圖 號(hào) 名 稱(chēng) 工藝文件編號(hào) 共 7 頁(yè) 泵 蓋 第4頁(yè) 材料牌號(hào)及名稱(chēng) 毛坯外型尺寸 HT150 零件毛重 零件凈重 硬 度 1.4kg 180-200HB 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 名 稱(chēng) Z525 立式鉆床 專(zhuān) 用 工 藝 裝 備 名 稱(chēng) 代 號(hào) 鉆夾具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 單件工時(shí)定額 每臺(tái)件數(shù) 1 技 術(shù) 等 級(jí) 冷 卻 液 亞硝酸鈉 工序號(hào) 工步號(hào) 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號(hào) 名 稱(chēng) 代 號(hào) 名稱(chēng) 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 60 1 鉆2-Φ8孔 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 17.6 4.0 0.25 475 編 制 校 對(duì) 會(huì) 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 四川大學(xué)錦城學(xué)院 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號(hào)及規(guī)格 圖 號(hào) 名 稱(chēng) 工藝文件編號(hào) 共 7 頁(yè) 泵 蓋 第5頁(yè) 材料牌號(hào)及名稱(chēng) 毛坯外型尺寸 HT150 零件毛重 零件凈重 硬 度 1.4kg 180-200HB 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 名 稱(chēng) Z525 立式鉆床 專(zhuān) 用 工 藝 裝 備 名 稱(chēng) 代 號(hào) 鉆夾具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 單件工時(shí)定額 每臺(tái)件數(shù) 1 技 術(shù) 等 級(jí) 冷 卻 液 亞硝酸鈉 工序號(hào) 工步號(hào) 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號(hào) 名 稱(chēng) 代 號(hào) 名稱(chēng) 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 70 1 配作2-Φ5孔 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 9.02 2.5 0.25 575 編 制 校 對(duì) 會(huì) 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 四川大學(xué)錦城學(xué)院 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號(hào)及規(guī)格 圖 號(hào) 名 稱(chēng) 工藝文件編號(hào) 共 7 頁(yè) 泵 蓋 第6頁(yè) 材料牌號(hào)及名稱(chēng) 毛坯外型尺寸 HT150 零件毛重 零件凈重 硬 度 1.4kg 180-200HB 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 名 稱(chēng) Z525 立式鉆床 專(zhuān) 用 工 藝 裝 備 名 稱(chēng) 代 號(hào) 鉆夾具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 單件工時(shí)定額 每臺(tái)件數(shù) 1 技 術(shù) 等 級(jí) 冷 卻 液 亞硝酸鈉 工序號(hào) 工步號(hào) 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號(hào) 名 稱(chēng) 代 號(hào) 名稱(chēng) 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 80 1 鉆孔至φ15 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 15.5 7.5 0.25 275 2 擴(kuò)φ15孔至φ17.8 擴(kuò)孔鉆 游標(biāo)卡尺 4.2 1.4 0.57 68 3 鉸φ19.8孔至φ20 鉸刀 游標(biāo)卡尺 9.33 0.1 0.10 198 編 制 校 對(duì) 會(huì) 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 四川大學(xué)錦城學(xué)院 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號(hào)及規(guī)格 圖 號(hào) 名 稱(chēng) 工藝文件編號(hào) 共 7 頁(yè) 泵 蓋 第7頁(yè) 材料牌號(hào)及名稱(chēng) 毛坯外型尺寸 HT150 零件毛重 零件凈重 硬 度 1.4kg 180-200HB 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 名 稱(chēng) Z525 立式鉆床 專(zhuān) 用 工 藝 裝 備 名 稱(chēng) 代 號(hào) 鉆夾具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 單件工時(shí)定額 每臺(tái)件數(shù) 1 技 術(shù) 等 級(jí) 冷 卻 液 亞硝酸鈉 工序號(hào) 工步號(hào) 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號(hào) 名 稱(chēng) 代 號(hào) 名稱(chēng) 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 90 1 鉆φ8孔 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 17.6 4.0 0.25 475 2 擴(kuò)Φ8孔至Φ10.2 擴(kuò)孔鉆 游標(biāo)卡尺 2.177 1.1 0.57 68 3 攻絲M12 絲錐 量規(guī) 7.5 0.9 0.10 272 編 制 校 對(duì) 會(huì) 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號(hào) 簽 字 日 期 基于注塑模具鋼研磨和拋光工序的自動(dòng)化表面處理 摘要: 本文研究了注塑模具鋼自動(dòng)研磨與球面拋光加工工序的可能性，這種注塑模具鋼P(yáng)DS5的塑性曲面是在數(shù)控加工中心完成的。這項(xiàng)研究已經(jīng)完成了磨削刀架的設(shè)計(jì)與制造。 最佳表面研磨參數(shù)是在鋼鐵PDS5 的加工中心測(cè)定的。對(duì)于PDS5注塑模具鋼的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：研磨材料的磨料為粉紅氧化鋁，進(jìn)給量500毫米/分鐘，磨削深度20微米，磨削轉(zhuǎn)速為18000RPM。用優(yōu)化的參數(shù)進(jìn)行表面研磨，表面粗糙度Ra值可由大約1.60微米改善至0.35微米。 用球拋光工藝和參數(shù)優(yōu)化拋光，可以進(jìn)一步改善表面粗糙度Ra值從0.343微米至0.06微米左右。在模具內(nèi)部曲面的測(cè)試部分，用最佳參數(shù)的表面研磨、拋光，曲面表面粗糙度就可以提高約2.15微米到0 0.07微米。 關(guān)鍵詞: 自動(dòng)化表面處理，拋光，磨削加工，表面粗糙度，Taguchi方法 一、引言: 塑膠工程材料由于其重要特點(diǎn),如耐化學(xué)腐蝕性、低密度、易于制造,并已日漸取代金屬部件在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。 注塑成型對(duì)于塑料制品是一個(gè)重要工藝。注塑模具的表面質(zhì)量是設(shè)計(jì)的本質(zhì)要求,因?yàn)樗苯佑绊懥怂苣z產(chǎn)品的外觀和性能。 加工工藝如球面研磨、拋光常用于改善表面光潔度。 研磨工具(輪子)的安裝已廣泛用于傳統(tǒng)模具的制造產(chǎn)業(yè)。自動(dòng)化表面研磨加工工具的幾何模型將在[1]中介紹。自動(dòng)化表面處理的球磨研磨工具將在[2]中得到示范和開(kāi)發(fā)。 磨削速度, 磨削深度，進(jìn)給速率和砂輪尺寸、研磨材料特性（如磨料粒度大?。┦乔蛐窝心スに囍兄饕膮?shù)，如圖1（球面研磨過(guò)程示意圖）所示。注塑模具鋼的球面研磨最優(yōu)化參數(shù)目前尚未在文獻(xiàn)得到確切的依據(jù)。 近年來(lái) ，已經(jīng)進(jìn)行了一些研究，確定了球面拋光工藝的最優(yōu)參數(shù)(圖2) （球面拋光過(guò)程示意圖）。 比如，人們發(fā)現(xiàn), 用碳化鎢球滾壓的方法可以使工件表面的塑性變形減少,從而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲勞強(qiáng)度[3,4,5,6]。 拋光的工藝的過(guò)程是由加工中心 [3,4]和車(chē)床〔5,6〕共同完成的。對(duì)表面粗糙度有重大影響的拋光工藝主要參數(shù)，主要是球或滾子材料，拋光力， 進(jìn)給速率,拋光速度,潤(rùn)滑、拋光率及其他因素等。注塑模具鋼P(yáng)DS5的表面拋光的參數(shù)優(yōu)化，分別結(jié)合了油脂潤(rùn)滑劑，碳化鎢球,拋光速度200毫米/分鐘,拋光力300牛， 40微米的進(jìn)給量[7]。采用最佳參數(shù)進(jìn)行表面研磨和球面拋光的深度為2.5微米。 通過(guò)拋光工藝，表面粗糙度可以改善大致為40%至90%[3-7]。 此項(xiàng)目研究的目的是，發(fā)展注塑模具鋼的球形研磨和球面拋光工序，這種注塑模具鋼的曲面實(shí)在加工中心完成的。表面光潔度的球研磨與球拋光的自動(dòng)化流程工序，如圖3所示。 我們開(kāi)始自行設(shè)計(jì)和制造的球面研磨工具及加工中心的對(duì)刀裝置。利用田口正交法，確定了表面球研磨最佳參數(shù)。選擇為田口L18型矩陣實(shí)驗(yàn)相應(yīng)的四個(gè)因素和三個(gè)層次。 用最佳參數(shù)進(jìn)行表面球研磨則適用于一個(gè)曲面表面光潔度要求較高的注塑模具。 為了改善表面粗糙, 利用最佳球面拋光工藝參數(shù)，再進(jìn)行對(duì)表層打磨。 圖1.球狀研磨過(guò)程的簡(jiǎn)圖 圖2.球狀拋光過(guò)程的簡(jiǎn)圖 PDS試樣的設(shè)計(jì)與制造 選擇最佳矩陣實(shí)驗(yàn)因子 確定最佳參數(shù) 實(shí)施實(shí)驗(yàn) 分析并確定最佳因子 進(jìn)行表面拋光 應(yīng)用最佳參數(shù)加工曲面 測(cè)量試樣的表面粗糙度 球研磨和拋光裝置的設(shè)計(jì)與制造 圖3自動(dòng)球面研磨與拋光工序的流程圖 二、球研磨的設(shè)計(jì)和對(duì)準(zhǔn)裝置: 實(shí)施過(guò)程中可能出現(xiàn)的曲面的球研磨,研磨球的中心應(yīng)和加工中心的Z軸相一致。 球面研磨工具的安裝及調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)，如圖4（球面研磨工具及其調(diào)整裝置）所示。電動(dòng)磨床展開(kāi)了兩個(gè)具有可調(diào)支撐螺絲的刀架。磨床中心正好與具有輔助作用的圓錐槽線(xiàn)配合。 擁有磨床的球接軌,當(dāng)兩個(gè)可調(diào)支撐螺絲被收緊時(shí)，其后的對(duì)準(zhǔn)部件就可以拆除。研磨球中心坐標(biāo)偏差約為5微米, 這是衡量一個(gè)數(shù)控坐標(biāo)測(cè)量機(jī)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)床的機(jī)械振動(dòng)力是被螺旋彈簧所吸收。球形研磨球和拋光工具的安裝，如圖5（a. 球面研磨工具的圖片. b.球拋光工具的圖片）所示。為使球面磨削加工和拋光加工的進(jìn)行，主軸通過(guò)球鎖機(jī)制而被鎖定。 圖4.球面研磨工具及其調(diào)整裝置 三 矩陣實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃 3.1田口正交表: 利用矩陣實(shí)驗(yàn)田口正交法，可以確定參數(shù)的有影響程度[8]. 為了配合上述球面研磨參數(shù)，該材料磨料的研磨球(直徑10毫米),進(jìn)給速率，研磨深度,在次研究中電氣磨床被假定為四個(gè)因素(參數(shù))，指定為從A到D（見(jiàn)表1實(shí)驗(yàn)因素和水平）。三個(gè)層次(程度)的因素涵蓋了不同的范圍特征,并用了數(shù)字1、2、3標(biāo)明。挑選三類(lèi)磨料,即碳化硅(SiC),白色氧化鋁(Al2O3,WA),粉紅氧化鋁(Al2O3, PA)來(lái)研究. 這三個(gè)數(shù)值的大小取決于每個(gè)因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果。選定L18型正交矩陣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而研究四——三級(jí)因素的球形研磨過(guò)程。 3.2數(shù)據(jù)分析的界定: 工程設(shè)計(jì)問(wèn)題,可以分為較小而好的類(lèi)型,象征性最好類(lèi)型,大而好類(lèi)型，目標(biāo)取向類(lèi)型等[8]。 信噪比(S/N)的比值，常作為目標(biāo)函數(shù)來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品或者工藝設(shè)計(jì)。 被加工面的表面粗糙度值經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合磨削參數(shù)，應(yīng)小于原來(lái)的未加工表面。 因此,球面研磨過(guò)程屬于工程問(wèn)題中的小而好類(lèi)型。這里的信噪比（S/N）,η,按下列公式定義[8]: η =?10 log （平方等于質(zhì)量特性) =?10 log 這里，y——不同噪聲條件下所觀察的質(zhì)量特性 n——實(shí)驗(yàn)次數(shù) 從每個(gè)L18型正交實(shí)驗(yàn)得到的信噪比（S/N）數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后，運(yùn)用差異分析技術(shù)(變異)和殲比檢驗(yàn)來(lái)測(cè)定每一個(gè)主要的因素 [8]。 優(yōu)化小而好類(lèi)型的工程問(wèn)題問(wèn)題更是盡量使η最大而定。各級(jí)η選擇的最大化將對(duì)最終的η因素有重大影響。 最優(yōu)條件可視研磨球而待定。 圖5.a. 球面研磨工具的圖片. b.球拋光工具的圖片 四、實(shí)驗(yàn)工作和結(jié)果: 這項(xiàng)研究使用的材料是PDS5工具鋼(相當(dāng)于艾西塑膠模具)[9]， 它常用于大型注塑模具產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)汽車(chē)零件領(lǐng)域和國(guó)內(nèi)設(shè)備。 該材料的硬度約HRC33(HS46)[9]。 具體好處之一是, 由于其特殊的熱處理前處理，模具可直接用于未經(jīng)進(jìn)一步加工工序而對(duì)這一材料進(jìn)行加工。式樣的設(shè)計(jì)和制造,應(yīng)使它們可以安裝在底盤(pán)，來(lái)測(cè)量相應(yīng)的反力。 PDS5試樣的加工完畢后，裝在大底盤(pán)上在三坐標(biāo)加工中心進(jìn)行了銑削，這種加工中心是由楊*鋼鐵公司所生產(chǎn)(中壓型三號(hào)),配備了FANUC-18M公司的數(shù)控控制器(0.99型)[10]。用hommelwerket4000設(shè)備來(lái)測(cè)量前機(jī)加工前表面的粗糙度,使其可達(dá)到1.6微米。 圖6試驗(yàn)顯示了球面磨削加工工藝的設(shè)置。 一個(gè)由Renishaw公司生產(chǎn)的視頻觸摸觸發(fā)探頭，安裝在加工中心上，來(lái)測(cè)量和確定和原始式樣的協(xié)調(diào)。 數(shù)控代碼所需要的磨球路徑由PowerMILL軟件產(chǎn)。這些代碼經(jīng)過(guò)RS232串口界面，可以傳送到裝有控制器的數(shù)控加工中心上。 圖6.球面磨削加工工藝的設(shè)置 完成了L18型矩陣實(shí)驗(yàn)后，表2 （PDS5試樣光滑表層的粗糙度）總結(jié)了光滑表面的粗糙度RA值，計(jì)算了每一個(gè)L18型矩陣實(shí)驗(yàn)的信噪比（S/N）,從而用于方程1。通過(guò)表2提供的各個(gè)數(shù)值，可以得到4中不同程度因子的平均信噪比（S/N），在圖7中已用圖表顯示。 圖7.四種不同程度因子的平均信噪比 表2.PDS5試樣光滑表層的粗糙度 表3.由因素水平(dB)的平均S/N比率 球面研磨工藝的目標(biāo)，就是通過(guò)確定每一種因子的最佳優(yōu)化程度值，來(lái)使試樣光滑表層的表面粗糙度值達(dá)到最小。因?yàn)? log是一個(gè)減函數(shù)，我們應(yīng)當(dāng)使信噪比（S/N）達(dá)到最大。因此，我們能夠確定每一種因子的最優(yōu)程度使得η的值達(dá)到最大。因此基于這個(gè)點(diǎn)陣式實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)轉(zhuǎn)速應(yīng)該是18000RPM，如表4（優(yōu)化組合球面研磨參數(shù)）所示。 表4.優(yōu)化組合球面研磨參數(shù) 通過(guò)使用數(shù)據(jù)方差分析的技術(shù)和F比檢驗(yàn)方法，進(jìn)一步確定了每一種因子有什么主要的影響，從而確定了它們的影響程度(見(jiàn)表5信噪比和表面粗糙度)。F0.1，2，13的F比的比值是2.76，相當(dāng)于10%的影響程度。（或者置信水平為90%）這個(gè)因子的自由度是2，自由度誤差是13，根據(jù)F分布表[11]。如果F比值大于2.76，就可以認(rèn)為對(duì)表面粗糙度有顯著影響。結(jié)果，進(jìn)給量和磨削深度都對(duì)表面粗糙度有顯著影響。 表5.信噪比和表面粗糙度 為了觀察使用最優(yōu)磨削組合參數(shù)的重復(fù)性能，進(jìn)行了5種不同類(lèi)別的實(shí)驗(yàn)，如表6所示。獲得被測(cè)試樣的表面粗糙度值RA大約是0.35微米。使用球研磨組合參數(shù)，可使表面粗糙度提高了78%。使用球面拋光的優(yōu)化參數(shù)，光滑表面進(jìn)一步被拋光。經(jīng)過(guò)球面拋光可獲得粗糙度RA值為0.06微米的表面。被改善了的拋光表面，可以在30×光學(xué)顯微鏡觀察下進(jìn)行觀察，如圖8.（未加工表面、光滑面和拋光面的測(cè)試樣品的顯微鏡象(30×)的比較）所示。經(jīng)過(guò)拋光工藝，工件機(jī)加工前的表面粗糙度改善了近95%。 圖8.未加工表面、光滑面和拋光面的測(cè)試樣品的顯微鏡象(30×)的比較 從田口矩陣實(shí)驗(yàn)獲得的球面研磨優(yōu)化參數(shù)，適用于曲面光滑的模具，從而改善表面的粗糙度。選擇香水瓶為一個(gè)測(cè)試載體。對(duì)于被測(cè)物體的模具數(shù)控加工中心，由PowerMILL軟件來(lái)模擬測(cè)試。經(jīng)過(guò)精銑，通過(guò)使用從田口矩陣實(shí)驗(yàn)獲得的球面研磨優(yōu)化參數(shù)，模具表面進(jìn)一步光滑。緊接著,使用打磨拋光的最佳參數(shù)，來(lái)對(duì)光滑曲面進(jìn)行拋光工藝，進(jìn)一步改善了被測(cè)物體的表面粗糙度。(見(jiàn)圖 9)。模具內(nèi)部的表面粗糙度用hommelwerket4000設(shè)備來(lái)測(cè)量。模具內(nèi)部的表面粗糙度RA的平均值為2.15微米，光滑表面粗糙度RA的平均值為0.45微米，拋光表面粗糙度RA的平均值為0.07微米。被測(cè)物體的光滑表面的粗糙度改善了：(2.15-0.45)/2.15=79.1%，拋光表面的粗糙度改善了：(2.15-0.07)/2.15=96.7%。 圖9.改善后的粗糙度 五、結(jié)論: 在這項(xiàng)工作中,對(duì)注塑模具的曲面進(jìn)行了自動(dòng)球面研磨與球面拋光加工，并將其工藝最佳參數(shù)成功地運(yùn)用到加工中心上。 設(shè)計(jì)和制造了球面研磨裝置(及其對(duì)準(zhǔn)組件)。通過(guò)實(shí)施田口L18型矩陣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定了球面研磨的最佳參數(shù)。對(duì)于PDS5注塑模具鋼的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：材料的磨料為粉紅氧化鋁，進(jìn)給量料500毫米/分鐘，磨削深度20微米，轉(zhuǎn)速為18000RPM。通過(guò)使用最佳球面研磨參數(shù)，試樣的表面粗糙度RA值從約1.6微米提高到0.35微米。應(yīng)用最優(yōu)化表面磨削參數(shù)和最佳拋光參數(shù)，來(lái)加工模具的內(nèi)部光滑曲面，可使模具內(nèi)部的光滑表面改善79.1%，拋光表面改善96.7%。 參考文獻(xiàn) 1. 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Wiley,New York 四川大學(xué)錦城學(xué)院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告 題 目 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年 級(jí) 指導(dǎo)教師 謝 馳 二Ο一四 年 四 月 三十 日 選 題 意 義 對(duì)于選擇蓋類(lèi)零件的三維造型與加工工藝分析作為這次的題目，我覺(jué)得機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。然而工藝夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的工藝夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。 當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學(xué)畢業(yè)的機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，要進(jìn)行對(duì)本專(zhuān)業(yè)所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行綜合的運(yùn)用和掌握，為此我們要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，要自己動(dòng)手進(jìn)行思考問(wèn)題，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價(jià)值的第一步。 國(guó) 內(nèi) 外 研 究 現(xiàn) 狀 概 述 齒輪泵前泵蓋和后泵蓋一起將油泵整體進(jìn)行封閉，保證油泵的密封性和內(nèi)部環(huán)境的清潔，并對(duì)內(nèi)部零件起到了支撐作用，同時(shí)，為解決齒輪泵的困油現(xiàn)象,通常在泵蓋上開(kāi)設(shè)對(duì)稱(chēng)的卸荷槽,或向低壓側(cè)方向開(kāi)設(shè)不對(duì)稱(chēng)卸荷槽,吸液側(cè)采用錐形卸荷槽,排液側(cè)為矩形卸荷槽，避免因?yàn)橛屠Ф鸬臎_擊和噪聲，延長(zhǎng)了元件的使用壽命，提高了工作效率。 齒輪泵作為齒輪泵前泵蓋的核心件，對(duì)于泵的研究也就是泵蓋的研究重點(diǎn)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)泵的條件越來(lái)越特殊，對(duì)特殊泵的需求越來(lái)越多，發(fā)展特殊泵是泵類(lèi)產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。近年來(lái)，為了提高齒輪泵的性能，國(guó)內(nèi)外正在進(jìn)行一些特殊齒形齒輪泵的研究，并已取得了一定的進(jìn)展。但目前我國(guó)石化行業(yè)使用的高粘度齒輪泵多屬于國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，為了研究開(kāi)發(fā)適合我國(guó)石化生產(chǎn)條件的高粘度齒輪泵，對(duì)此類(lèi)泵的進(jìn)一步研究成為當(dāng)前齒輪泵技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要課題。 國(guó)外對(duì)特種齒輪泵及高參數(shù)聚合物輸送用鹵輪泵進(jìn)行了大量的研究開(kāi)發(fā)工作。美國(guó)、瑞士、德國(guó)、日本等國(guó)家先后開(kāi)發(fā)出了各自的系列產(chǎn)品，特種齒輪泵以美國(guó)Viking內(nèi)嚙合齒輪泵和日本大晃株式會(huì)社的外嚙合齒輪泵比較著名。 開(kāi)發(fā)新的齒輪泵產(chǎn)品，以提高齒輪泵的性能，更好的滿(mǎn)足嚙合和輸送介質(zhì)的要求，也是促進(jìn)齒輪泵的發(fā)展、滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)的需要。而我國(guó)特殊齒形齒輪泵轉(zhuǎn)子的型線(xiàn)設(shè)計(jì)原則、嚙合特性的分析、制造加工技術(shù)等還沒(méi)有建立較為完善的理論體系。所以這些方面的研究對(duì)提高我國(guó)齒輪泵設(shè)計(jì)制造水平具有重要意義。 主 要 研 究 內(nèi) 容 主要是運(yùn)用所學(xué)知識(shí)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范手冊(cè)，圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的運(yùn)用對(duì)齒輪泵前泵蓋進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)分析計(jì)算，并利用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)齒輪泵前泵蓋進(jìn)行三維造型。 擬采用 的研究 思　路 （方法、 技術(shù)路 線(xiàn)、可 行性論 證等） 根據(jù)題目所給圖形的的外形要求和數(shù)據(jù)，主要是對(duì)齒輪泵前泵蓋造型三維的設(shè)計(jì)，工藝規(guī)程的流程分析路線(xiàn)選擇，工藝卡片的制定，加工夾具的設(shè)計(jì)。 夾具結(jié)構(gòu)草圖如下： 工藝制造所用方法：1.確定毛坯的制造形式、2.基面的選擇、3.制定工藝路線(xiàn)、4.機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定、5.確定切削用量及基本工時(shí) 研究 工作 安排 及進(jìn) 度 1.畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）動(dòng)員工作，指導(dǎo)教師向?qū)W生宣布有關(guān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作要求，并向?qū)W生下達(dá)課題任務(wù)書(shū)。2013.07.05 2.資料查閱（資料查閱要有2-3篇外文文獻(xiàn)，10篇以上中文文獻(xiàn)）、社會(huì)調(diào)查等，開(kāi)展畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題工作。提交文獻(xiàn)綜述報(bào)告報(bào)告。2013.09.10 3.完成外文資料翻譯、論文（設(shè)計(jì)）提綱工作，并組織期中檢查，提交外文資料翻譯。2013.09.17 4.組織開(kāi)題報(bào)告會(huì)，提交開(kāi)題報(bào)告書(shū)。2013.10.08 5.完成論文（設(shè)計(jì)）2/3工作量，提交中期進(jìn)度報(bào)告2013.10.22 6.完成初稿并提交指導(dǎo)教師審閱。2013.10.30 參 考 文 獻(xiàn) 目 錄 1.甘學(xué)輝．聚合物齒輪泵特性理論研究及數(shù)值模擬[D]：[博士學(xué)位論文]．鄭州機(jī)械研究所，2002. 2.Keiichi OoNISHI．Shimacloid齒輪泵[J]，島津評(píng)論，1968，25(4). 3.孟繼安等．內(nèi)嚙合擺線(xiàn)齒輪泵齒廓特征參數(shù)化設(shè)計(jì)探討[M]．化工機(jī)械，1990 (3)：145—150. 4.機(jī)械工業(yè)部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)，中國(guó)齒輪專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)編[J]．中國(guó)齒輪產(chǎn)品目錄．北 京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997. 5.[美]Igor J．Karassik編，陳允中，曹占友，鄧國(guó)強(qiáng)，黃紅梅譯．泵手冊(cè)(第三版)．北京：中國(guó)石化出版社，2003. 6.Darle W．Dudley．Gear Technology Past，Present And Future，Proceedings of International Conference On Gearing，Volume I，5一i0 November 1988，Zhengzhou，China. 7.李文治．泵的結(jié)構(gòu)與維修[M]．重慶：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1988. 8.嵇光國(guó)．液壓泵故障診斷與排除[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997. 9.俞云飛．液壓泵的發(fā)展展望[M]．液壓氣動(dòng)與密封，F(xiàn)eb．2002(1). 10.朱錫成，周興業(yè)，趙恒楓．齒輪螺桿式液壓泵及馬達(dá)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.  開(kāi) 題 報(bào) 告 會(huì) 議 紀(jì) 要 時(shí) 間 地 點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 教 師 姓 名 職 務(wù) （職 稱(chēng)） 姓 名 職 務(wù) （職 稱(chēng)） 會(huì) 議 記 錄 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 備注：1、本開(kāi)題報(bào)告除第3頁(yè)各欄目外，其它欄目均由學(xué)生填寫(xiě)。2、填寫(xiě)各欄目時(shí)可根據(jù)內(nèi)容另加附頁(yè)。3、參加開(kāi)題報(bào)告會(huì)議的教師不少于3人。 論文答辯論文答辯泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì)泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)生：李奇李奇 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：2012014 4年年1111月月0909日日 本課題要求對(duì)泵蓋加工工藝規(guī)程做出優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專(zhuān)用夾具及加工用銑床設(shè)計(jì)。具體要求如下：n泵蓋加工要求分析n泵蓋加工工藝設(shè)計(jì)n泵蓋銑端面工序的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)n泵蓋銑端面工序的銑床設(shè)計(jì)泵蓋加工要求分析泵蓋加工要求分析n由零件圖知，泵蓋共有六組加工表面，現(xiàn)分述如下：n1、A面（即大端面）n2、4-18孔，4-9孔n3、寬24槽n4、2-8孔n5、2-5孔n6、18孔n7、8孔，M12螺紋鉆擴(kuò)鉸鉆擴(kuò)鉸18H7孔的夾具設(shè)計(jì)孔的夾具設(shè)計(jì)1、定位機(jī)構(gòu)工件以左端面及兩側(cè)面作為定位面，本套設(shè)計(jì)定位方案，兩支承板與工件左端面相配合限制三個(gè)自由度（即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z軸移動(dòng)），另一支承板相配合限制兩個(gè)自由度（即Y軸移動(dòng)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)），螺栓與一側(cè)面相配合限制一個(gè)自由度（即X軸移動(dòng)），這樣工件被完全定位。鉆擴(kuò)鉸鉆擴(kuò)鉸18H7mm18H7mm孔的夾具設(shè)計(jì)孔的夾具設(shè)計(jì)n2、夾緊機(jī)構(gòu)n工件的夾緊則是由支座1、圓柱銷(xiāo)、鉆模板、活動(dòng)螺栓、支座2和蝶形螺母等組成的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，松動(dòng)蝶形螺母后，即可旋轉(zhuǎn)活動(dòng)螺栓，再旋轉(zhuǎn)鉆模板，然后取出工件，同理，當(dāng)放上待加工工件后，轉(zhuǎn)回鉆模板，再轉(zhuǎn)回活動(dòng)螺栓，擰緊蝶形螺母即可夾緊工件。鉆擴(kuò)鉸鉆擴(kuò)鉸18H7孔夾具設(shè)計(jì)孔夾具設(shè)計(jì)3、導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向則是由鉆模來(lái)控制，鉆模主要由鉆模板、鉆套螺釘、襯套和快換鉆套組成，因孔的位置有要求，鉆套的作用：用來(lái)確定工件上被加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，并提高刀具在加工過(guò)程中的剛性和防止加工中的振動(dòng)。鉆擴(kuò)鉸鉆擴(kuò)鉸18H7孔裝配圖孔裝配圖裝配圖：鉆擴(kuò)鉸鉆擴(kuò)鉸18H7孔的夾具體孔的夾具體n夾具體：四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 1 四川大學(xué)錦城學(xué)院 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 系 別 專(zhuān) 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 指導(dǎo)教師 二 一四 年 11 月 09 日 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 1 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生： 指導(dǎo)老師： 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè) 量等多方面的知識(shí)。 泵蓋加工工藝規(guī)程及其鉆擴(kuò)鉸 18H7 孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工 序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的 工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線(xiàn)；接著對(duì) 零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然 后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引 導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差， 分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 2 Analysis on the head parts of three-dimensional modeling and processing technology Major:Mechanical engineering and automation student: Supervisor: ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. Fixture design process of drilling pump cover and reaming holes is designed with 18H7 include part machining process design, process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error. 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 3 目 錄 1 緒 論 .................................................................2 1.1 機(jī)械加工工藝概述 ...................................................2 1.2 機(jī)械加工工藝流程 ...................................................2 1.3 夾具概述 ...........................................................3 1.4 機(jī)床夾具的功能 .....................................................4 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) .................................................5 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 .................................................5 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 .........................................5 2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) ........................................................7 2.1 零件分析 ...........................................................7 2.2 確定毛坯的的制造形式 ...............................................8 2.3 制訂工藝路線(xiàn) .......................................................8 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ............................10 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) ............................................11 3 工藝專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) ...................................................20 3.1 問(wèn)題的提出 ........................................................21 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ...................................................21 3.3 切削力及夾緊力計(jì)算 ................................................21 3.4 定位誤差分析 ......................................................22 3.5 鉆套的設(shè)計(jì) ........................................................22 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 ............................................22 4 泵蓋零件三維造型的設(shè)計(jì) ................................................23 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................35 致 謝 ................................................................38 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 4 1 緒 論 1.1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其 成為合格零件的全過(guò)程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)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(guò)程稱(chēng)為機(jī)械加工工藝過(guò)程。比如 一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的 流程。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì) 等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明，比如，上面說(shuō)的，粗 加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車(chē)，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟 就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)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(guò)程，并將 有關(guān)內(nèi)容寫(xiě)成工藝文件，這種文件就稱(chēng)工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對(duì)性了。每個(gè)廠(chǎng)都可 能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。 總的來(lái)說(shuō)，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠(chǎng) 根據(jù)實(shí)際情況編寫(xiě)的特定的加工工藝。 1.2 機(jī)械加工工藝流程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)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(guò)程和操作方法，按照規(guī)定的形式書(shū)寫(xiě) 成工 藝文件，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)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(xiàn)、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(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切 削用量、時(shí)間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 5 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線(xiàn)。 5) 確定各工序的加工余量，計(jì)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(shí)定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。 9) 填寫(xiě)工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì) 效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)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(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)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(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處 理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)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(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī) 床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾 具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類(lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自 動(dòng)化都有了長(zhǎng)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(jī)床夾具對(duì)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(wú)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(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 6 1機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)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(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與 夾具定位元件面接觸或配合實(shí)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(guò)程中保持定位位置不變的操作。由 于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此， 夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。 （1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊， 它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)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(dǎo)其進(jìn) 行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱(chēng)為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo) 向功能。 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)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(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類(lèi) 總數(shù)的 85%左右?，F(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(chǎng)激烈的 競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)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(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 15%左右。特別 是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)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(duì)機(jī)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(zhǔn)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。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 7 3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的 結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)0.1；用于精密車(chē)削的高 精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為 5m；精密心軸的同軸度公差可控制在 1m 內(nèi)；又如用于 軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá) 0.20.5m。 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減 輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝 置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車(chē)床上 使用的高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在（試驗(yàn)）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(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)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?、生產(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(lèi)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(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上， 首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類(lèi)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(biāo)準(zhǔn)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(guó)已有夾具零件及部件的國(guó) 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 8 家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148T225991 以及各類(lèi)通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化， 有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.1 零件分析 泵蓋共有六組加工表面，如圖 2-1 所示，現(xiàn)分述如下： 1、A 面（即大端面） 2、4-18 孔，4-9 孔 3、寬 24 槽 4、2-8 孔 5、2-5 孔 6、18 孔 7、8 孔，M12 螺紋 圖 2-1 泵蓋工件圖 2.2 確定毛坯的的制造形式 由零件圖可知，其材料為 HT150，該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性， 適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為大端面，4-18 孔，4- 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 9 9 孔，寬 24 的槽，2-8 孔，2-5 孔，18 孔，8 孔，M12 螺紋。 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，故毛坯的鑄造方法 用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時(shí)效處理。由機(jī)械加工工 藝手冊(cè)查得該種鑄造公差等級(jí)為 CT1011，加工余量等級(jí) MA 選擇 H 級(jí)。 2.3 制訂工藝路線(xiàn) （1） 、工藝路線(xiàn)方案一： 工序 10：鑄造 工序 20：時(shí)效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：锪平 4-18 深 2，鉆 4-9 孔 工序 50：銑寬 24 的槽 工序 60：鉆 2-8 孔 工序 70：配作 2-5 孔 工序 80：鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔 工序 90：鉆 8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗(yàn)收 工序 120：入庫(kù) （2） 、工藝路線(xiàn)方案二： 工序 10：鑄造 工序 20：時(shí)效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：銑寬 24 的槽 工序 50：锪平 4-18 深 2，鉆 4-9 孔 工序 60：鉆 2-8 孔 工序 70：配作 2-5 孔 工序 80：鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔 工序 90：鉆 8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 10 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗(yàn)收 工序 120：入庫(kù) （3） 、工藝方案的分析： 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一與方案二的區(qū)別是：方案一把鉆 4-18 孔及 9 孔放的相對(duì)靠前，這樣做為后面工序 24 槽的加工提供了定位基準(zhǔn)，節(jié)約了夾具設(shè)計(jì) 的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，故我們采用方案一： 具體的工藝過(guò)程如下： 工序 10：鑄造 工序 20：時(shí)效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：锪平 4-18 深 2，鉆 4-9 孔 工序 50：銑寬 24 的槽 工序 60：鉆 2-8 孔 工序 70：配作 2-5 孔 工序 80：鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔 工序 90：鉆 8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗(yàn)收 工序 120：入庫(kù) 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “泵蓋”零件材料 HT150，毛坯的重量約為 1.4g，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用砂 型機(jī)鑄造毛坯。 1、A 面（大端面） ，表面粗糙度為 Ra12.5，查切削用量手冊(cè)表 2-8 得，單邊總余 量 Z=3.0 2、4-18 孔，4-9 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造 3、寬 24 的槽，因尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造 4、2-8 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 11 5、2-5 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造 6、18H7 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造 7、8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造 8、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。 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 10：鑄造 工序 20：時(shí)效 工序 30：銑 A 面（大端面） 1. 選擇刀具 刀具選取端銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.1d10min/85v4z 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度ap0.3 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 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfzin.451810rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wn/min/5.89i/107vw 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ll0.31l32min.2.4751021fnltwm 工序 40：锪平 4-18 深 2，鉆 4-9 孔 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 12 工步一：锪平 4-18 深 2 1.選擇刀具 刀具選取锪刀 ，mapin/5v 2. 決定锪削用量 1） 決定锪削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀完成，則 map2 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) Z525 型立式鉆床說(shuō)明書(shū)，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfzin5.98110rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 275wn/min/6.31027vw 當(dāng) 275r/min 時(shí)nrzfwm /20754. 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l10l52in.2751fnltwm 總的工時(shí)：T=4 =0.204minmt 工步二：鉆 9 孔 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時(shí)， 。由于本零件在加工 9 孔時(shí)屬于低剛度零件，d90rm/47.039. 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 13 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.75.04.39.0 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 min/7.491801rdvnws 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 ，故實(shí)際切削速度為i/5in/9.17041nvw 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml9l5.1ml32in674.02.475321fnltwm 總的工時(shí)：T=4 =2.696mint 工序 50：銑寬 24 的槽 1.選擇刀具 刀具選取圓柱銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2d50min/75v4z 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則 map0.2 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 ，則齒/2.0fzmin6.985710rdvns 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 14 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 275wnmin/ri/1.6910275dvw 當(dāng) 275r/min 時(shí)nrmzfwm /20754. 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l10l42in9.27541fnltwm 工序 60：鉆 2-8 孔 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時(shí)， 。由于本零件在加工 8 孔時(shí)屬于低剛度零件，d80rm/47.039. 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5... 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 min/4.968101rdvnws 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 ，故實(shí)際切削速度為i/75in/6.1041nvw 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml8l1ml32in7.025.47321fnltwm 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 15 總的工時(shí)：T=2 =0.254minmt 工序 70：配作 2-5 孔 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時(shí)， 。由于本零件在加工 5 孔時(shí)屬于低剛度零件，d50rm/47.039. 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5... 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 min/2.5631801rdvnws 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 ，故實(shí)際切削速度為i/7in/02.9150nvw 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mll.ml32in057.2.57321fnltwm 總的工時(shí)：T=2 =0.114mint 工序 80：鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔 工步一鉆孔至 15 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時(shí)， 。由于本零件在加工 15 孔時(shí)屬于低剛度零md150rm/47.039. 件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5... 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 f. 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 16 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 min/5.31801rdvnws 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 ，故實(shí)際切削速度為i/27in/5.101nvw 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml2l.71ml32in485.0.7531fnltwm 工步二：擴(kuò)孔 8. 利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 ，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量1m8.17 可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rff/87.05. 75.06.22鉆 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選取 mf15. in/4623321vv鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 ，并按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 ，實(shí)際切in/46.5rn min/68rw 削速度為 min/2.41068.7dvw 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml2l4.1l32in184.57.0682fntw 工步三：鉸 孔7H18 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 17 根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-25， ， ，得rmf/4.02min/128vin/65.48.19rns 查參考文獻(xiàn)表 4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取 ，rf/0. ，實(shí)際切削速度 。mi/198rnwi/3.v 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l2ml1.0l2in86..981fntwm 工序 90：鉆 8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H 工步一：鉆 8 孔 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時(shí)， 。由于本零件在加工 8 孔時(shí)屬于低剛度零件，md80rm/47.039. 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5... 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 min/4.968101rdvnws 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 ，故實(shí)際切削速度為i/75in/6.1041nvw 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml65l1ml32in4.02.47321fnltwm 工步二：擴(kuò) 8 孔至 10.2 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 18 利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 ，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量m8m2.10 可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rff/87.05. 75.06.2鉆 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選取 mf15. in/4623321vv鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 ，并按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 ，實(shí)際切in/46.5rn min/68rw 削速度為 in/17.21068.mdvw 切削工時(shí)： ， ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml35l.1l32in09.157.682fntw 工步三：攻絲 M12 選擇 M12mm 高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.25/fmr7.5/mincV機(jī) =199r/minrDvn/125.701 按機(jī)床選取 in機(jī) 6.8/icVm機(jī) 基本工時(shí)： 1203.5(min)7.ltnf機(jī) 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗(yàn)收 工序 120：入庫(kù) 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 19 3 工藝專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 為了提高勞動(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。有老師 分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)工序 70:鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔，選用機(jī)床：Z525 立式鉆床。 3.1 問(wèn)題的提出 本夾具主要用于鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔，與其他面沒(méi)有任何要求，本道工序加工精度 要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線(xiàn)的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影 響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序 或使工藝路線(xiàn)不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位 置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)， 合理選擇定位基準(zhǔn)。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi) 有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提 高加工精度。由于該零件所設(shè)計(jì)的為鉆、擴(kuò)、鉸18H7孔的夾具，工件左端面及兩側(cè)面 作為定位面，本套設(shè)計(jì)定位方案，兩支承板與工件左端面相配合限制三個(gè)自由度（即X軸 轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z軸移動(dòng)） ，另一支承板相配合限制兩個(gè)自由度（即Y軸移動(dòng)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)） ， 螺栓與一側(cè)面相配合限制一個(gè)自由度（即X軸移動(dòng)） ，這樣工件被完全定位。 3.3 切削力及夾緊力計(jì)算 由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表 可得：721 切削力公式： 式（2.17）Pf KfDF 75.02.14 式中 m10r/3. 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 20 查表 得： 821 95.0)1(6.HBKp 即： 69.0NFf 實(shí)際所需夾緊力：由參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 得： 12KFWf 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn) 16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表6 可得： 2125.01.32.10. K 所以 )(46698NFWf 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選 用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取 ， ，25.K16.02. 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：： )(5830)(210 NtgtQLWz 式中參數(shù)由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得： 3.9675.zr912631 其中： )(40mL)(80NQ 由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 得：原動(dòng)力計(jì)算公式：6 由上述計(jì)算易得： KW0 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 3.4 定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 21 工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤 差。 形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限 位基準(zhǔn)不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， T d=0.25mm， ， 。96a 04.12sinTDWd）（ 已知孔的形狀公差為 0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式， 易知此結(jié)果符合。513 3.5 鉆套的設(shè)計(jì) 本次鉆孔需鉆的是端面上的需要鉆、擴(kuò)、絞的 18H7 孔，由于先鉆底孔后還需要擴(kuò)、 絞，所以就應(yīng)該采用快換式鉆套來(lái)對(duì)各孔進(jìn)行鉆孔加工，通過(guò)這種方式，來(lái)減少更換鉆 套需要消耗的時(shí)間。根據(jù)實(shí)際情況，該 18H7 孔加工情況如下：先用 17 直柄麻花鉆 頭鉆底孔，根據(jù)機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，具體的快換鉆套結(jié)構(gòu)圖如下圖 3-1 所示： 圖 3-1 快換鉆套 鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 3-1 鉆套基本結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D 1D2h1mrC 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 22 公稱(chēng) 尺寸 允 差 2 5 5 6 35 + 0.025 + 0.009 52 46 12 5.5 21 32.5 1 圖 3-1 快換鉆套 因?yàn)榭鞊Q鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時(shí)間快換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆 模板上，以防止加工的時(shí)間工件的旋轉(zhuǎn)，由上圖可知與 17 快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽?為 M6，查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，M6 快換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下圖 3-2 所示 圖 3-2 鉆套螺釘 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在鉆床上加工泵蓋端面上的 18 孔。工件以下平面為定位基準(zhǔn)，在固定 銷(xiāo)和壓板板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、 夾緊可靠。 鉆夾具裝配圖如下圖 3-5 所示 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 23 圖 3-5 裝配圖 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 24 4 泵蓋零件三維造型的設(shè)計(jì) 三維實(shí)體造型的軟件非常多，比如Pro/E、CATIA、UG（Unigraphics） 、Solidworks 等， 這里選用UG NX6.0 作為三維實(shí)體造型的軟件進(jìn)行建模。 打開(kāi)UG6.0軟件如圖1-1所示，點(diǎn)擊新建按鈕，在此注意，UG所新建的文件名必須是 字母或數(shù)字，中文名將無(wú)法創(chuàng)建和打開(kāi)，新建如圖1-2所示。 圖1-1 打開(kāi)UG 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 25 圖1-2新建 新建好后跳入U(xiǎn)G界面，點(diǎn)擊草圖按鈕進(jìn)入到建模模塊，如圖1-3所示。 圖1-3進(jìn)入U(xiǎn)G建模模塊 首先繪制草圖1（工件左端面）所示參數(shù)及其界面如圖1-4所示。 圖1-4 草圖1 拉伸草圖1，如圖1-5所示。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 26 圖1-5 拉伸1 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 27 進(jìn)入草圖界面后，繪制草圖2（4-9孔、2-5孔） ，如圖1-6所示 圖1-6 草圖2 拉伸草圖2并與拉伸草圖1求差，如圖1-7所示 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 28 圖1-7 拉伸2 拉伸3（沉孔18深2） ，具體參數(shù)如圖1-8所示 圖1-8 拉伸3 上步操作之后所得圖形如圖1-9所示 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 29 圖1-9 畫(huà)草圖3（R20半圓弧及與其相連的矩形框） ，如圖1-10所示 圖1-10 草圖3 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 30 拉伸草圖3并與拉伸2求 和，如圖 1-11所示 圖1-11 拉伸3 畫(huà)草圖4（R15及與其相連部分） ，圖形如圖1-12所示 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 31 圖1-12 草圖4 拉伸草圖4并與拉伸3求和，如圖1-13所示 圖1-13 拉伸4 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 32 孔命令（18H7孔深22） ，如圖1-14所示 圖1-14 孔命令 孔1坐標(biāo)位置確定，如圖1-15、1-16和1-17所示 圖1-15 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 33 圖1-16 圖1-17 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 34 倒圓角 R10，如圖 1-18 所示 圖 1-18 倒圓角 R2，如圖 1-19 所示 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 35 圖 1-38 著色處理，如圖 1-19 所示 圖 1-19 處理之后，如圖 1-20 所示 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 36 圖 1-20 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 37 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 38 參 考 文 獻(xiàn) 1王仲，劉長(zhǎng)吉 .連桿機(jī)械加工工藝探討J.內(nèi)燃機(jī)，1997，1:1316 2陳志亮.柴油機(jī)連桿加工工藝分析J.湖南農(nóng)機(jī)，1997，4:22 3馮日德.6170 柴油機(jī)連桿、機(jī)體加工中幾個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題的工藝性研究D.天津：天津 大學(xué)，2003 4程熙.熱能與動(dòng)力工程機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.3 5王啟平.機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2006.5668 6SAE International， Warrendale， Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Forging Makes a Better Connecting RodJ. Technical Papers，2005 7Technological study of liquid die forging for the aluminum alloy connecting rod of an air compressorJ.journal of materials processing technology，2003，2:462464 8崔金嶺.柔性?shī)A具的技術(shù)研究與創(chuàng)新設(shè)計(jì)D. 碩士學(xué)位論文.蘇州：蘇州大學(xué)機(jī)械設(shè) 計(jì)及自動(dòng)化，2008 9顧懷祥.淺談連桿加工工藝中的一些新技術(shù)J.柴油機(jī)設(shè)計(jì)與制造，2003，2：4548 10曾景華，高國(guó)清 . 福建省科協(xié)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)數(shù)字化制造及其它先進(jìn)制造技術(shù)專(zhuān) 題學(xué)術(shù)年會(huì)論文集C，2005 11陳志亮.發(fā)動(dòng)機(jī)連桿制造工藝改進(jìn)分析J.機(jī)床與液壓，2003，1：281282 12干方建，潘曉陽(yáng)，胡開(kāi)文.加工誤差的綜合分析和銑夾具加工應(yīng)用實(shí)例J.機(jī)械設(shè) 計(jì)與制造工程，2002，31(1)：2023 13劉燕萍.連桿夾具的設(shè)計(jì)J.機(jī)械工程與自動(dòng)化，2004，2：4851 14馮之敬.機(jī)械制造工程原理M.北京：清華大學(xué)出版社，2005.305 15鄭修本.機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.236 16孫麗媛.機(jī)械制造及專(zhuān)用夾具M(jìn).北京：冶金工業(yè)出版社，2003 17于俊一.典型零件的制造工藝M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.1 18陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造 M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005.166 19許峰，滿(mǎn)長(zhǎng)忠 .內(nèi)燃機(jī)工藝制造教程M.大連：大連理工大學(xué)出版社，2006.203 20嚴(yán)紹華.熱加工工藝基礎(chǔ)（第二版）M.北京：高等教育出版社，2007.242 21崔洪.典型零件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與加工工藝過(guò)程分析J.山東內(nèi)燃機(jī).2002，2 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 39 22柯建宏.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)M.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008 23龐學(xué)慧，武文革，成云平.互換性與測(cè)量技術(shù)M.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006 24王先逵.機(jī)械加工工藝手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 25孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)（第一卷）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 40 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 41 致 謝 合上漫溢墨香的設(shè)計(jì)論文，已是夜涼如水，遙望夜空，星光燦爛。歷時(shí)半載的畢業(yè) 設(shè)計(jì)撰寫(xiě)工作，終于告了一個(gè)段落，掩卷而思，心中卻惶恐不安，唯恐這份代表我四年 本科學(xué)習(xí)成果的畢業(yè)論文有負(fù)師長(zhǎng)與親友的厚望。我深知前進(jìn)的每一步，都凝聚著眾多 的關(guān)懷與愛(ài)護(hù)。在此，我只能借本文一隅表達(dá)自己內(nèi)心的感激之情。 感謝我的導(dǎo)師，他將我收入門(mén)下，不棄粗礪，悉心教誨。從他那里我不僅學(xué)到了許 多知識(shí)，而且也被他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、廣博的學(xué)識(shí)、敏捷的洞察力與謙和的人格魅力深 深的感染。指導(dǎo)老師對(duì)我的論文傾注了大量的心血，從選題、提綱的擬訂、初稿、修改 稿直至最后定稿，每一個(gè)環(huán)節(jié)都得到了他悉心指導(dǎo)和幫助。師恩似海，終生難忘! 感謝在我大學(xué)學(xué)習(xí)期間給予我?guī)椭完P(guān)愛(ài)的所有同學(xué)，特別是同寢的同學(xué)為本文在 撰寫(xiě)過(guò)程中搜集各種資料，提出各種合理的意見(jiàn)和建議，特別感謝他們！ 衷心感謝我的母親，在我的學(xué)習(xí)和生活中，她給了我無(wú)私的關(guān)懷和幫助，面對(duì)她始 終如一的理解、寬容和鼓勵(lì)，我的感激之情難以用言語(yǔ)表達(dá)，但愿學(xué)有所成，能報(bào)于萬(wàn) 一。 最后，感謝百忙之中抽出時(shí)間評(píng)閱的老師和參加論文答辯的老師，并向他們致以深 深的謝意!