齒爪式21窄機(jī)體車中心孔端面夾具設(shè)計(jì)（全套設(shè)計(jì)含CAD圖紙）,齒爪式,21,機(jī)體,中心,端面,夾具,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 I 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 Sichuan Vocational and Technical College 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 齒爪式 21 窄機(jī)體加工工藝及（車中心孔端面）夾具設(shè)計(jì) 所屬系部 機(jī)械工程系 所屬專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 所屬班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 2012.092013.04 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制 3 摘 要 齒爪式 21 窄機(jī)體零件零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的 加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔 與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。基準(zhǔn)選擇以變速 箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以頂面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主 要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工 出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。 支承孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個(gè)加工過(guò)程均選用組合機(jī)床。夾具選用專用 夾具，夾緊方式多選用氣動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高， 適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 本文是對(duì)齒爪式 21 窄機(jī)體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖 的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、 加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程。此外還對(duì)零 件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具. 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化， 并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 是設(shè)計(jì)車中心孔夾具。 關(guān)鍵詞：齒爪式 21 窄機(jī)體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 4 Abstract 21 double rotor body parts parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection to the gearbox input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. This article is on the 21 double rotor body parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the parts of the two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, the fixture design is the main content of the design truck center hole clamp. Key words: 21 double rotor body, processing technology, processing method, process documentation, fixture 5 目 錄 摘 要 2 ABSTRACT 3 1 序言 6 2 零件的分析 8 2.1 零件的工藝分析 8 2.2 零件的工藝要求 8 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9 3.1 加工工藝過(guò)程 9 3.2 確定各表面加工方案 9 3.2.1 影響加工方法的因素 9 3.3 加工方案的選擇 10 3.3 確定定位基準(zhǔn) 10 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 10 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 11 3.4 工藝路線的擬訂 11 3.4.1 工序的合理組合 12 3.4.2 工序的集中與分散 12 3.4.3 加工階段的劃分 13 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 13 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 15 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 15 3.5.2 零件的偏差計(jì)算 16 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 17 3.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 20 4 車 中 心 孔m7端面夾具設(shè)計(jì) 22 4.1 車床夾具的主要類型 22 4.2 車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 23 4.3 定位機(jī)構(gòu) 24 4.4 夾緊機(jī)構(gòu) 25 6 4.5 零件的車床夾具的加工誤差分析 25 4.6 零件的車床專用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 26 總結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 致 謝 30 7 1 序言 齒爪式 21 窄機(jī)體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體， 使這些零件保持正確的相對(duì)位置，彼此能協(xié)調(diào)地工作。因此，殼類零件的制造精度將 直接影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，而其決定因素就是如何保證在對(duì)殼類零件進(jìn)行加工 時(shí)能夠獲得足夠的精度要求，從而轉(zhuǎn)化為機(jī)械加工時(shí)機(jī)床的加工精度，以及夾具是否 可靠 1。 夾具是機(jī)械制造過(guò)程中最常用的一種工藝裝備。在機(jī)械制造過(guò)程中，它裝在機(jī)床 上，使工件相對(duì)刀具與機(jī)床保待正確的位置，并能承受切削力。夾具的主要作用是保 證加工精度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全，因此，機(jī)床夾 具在機(jī)械制造中占有很重要的地位。 采用的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)整體式殼類零件，設(shè)計(jì)過(guò)程可以在簡(jiǎn)潔、明了的三 維操作界面中進(jìn)行，減少重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動(dòng)生成夾具零件及 裝配體的三維實(shí)體圖和二維工程圖。這種設(shè)計(jì)方法不僅可以把夾具設(shè)計(jì)技術(shù)人員從繁 雜重復(fù)的設(shè)計(jì)勞動(dòng)中解脫出來(lái)，更可縮短夾具的開(kāi)發(fā)周期，提高其設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì) 量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高 6。 計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 技術(shù)來(lái)完成夾具設(shè)計(jì)的先進(jìn) 方法。由于夾具種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計(jì)過(guò)程涉及控制條件多，因此，用于夾具 設(shè)計(jì)的專業(yè)軟件甚少，目前還沒(méi)有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計(jì)完全數(shù)字化。目前， 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)一般是采用二維 CAD 軟件進(jìn)行。采用二維 CAD 軟件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)， 可以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，但是其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解 零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實(shí)體化；再選擇或設(shè)計(jì)合適的定位、 夾緊等元件和裝置；接下來(lái)將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實(shí)體，用二維圖表示， 完成夾具的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換，最終繪制二 維的總裝圖。由于繪制三維實(shí)體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配 圖。這對(duì)夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D 軟件是一個(gè)基于 特征的參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計(jì)工具，該軟件完全采用 Windows 圖形用戶界面，易學(xué)易用。 借助 3D 軟件平臺(tái)，可以創(chuàng)建三維實(shí)體模型；編輯零件裝配體并進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真； 利用它的動(dòng)畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運(yùn)動(dòng) 8 過(guò)程的動(dòng)畫文件。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的功能在于能協(xié)助設(shè)計(jì)者完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)各階段的工作。本 文針對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，借助 3D 軟件平臺(tái)，將設(shè)計(jì)時(shí)所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立 實(shí)體模型庫(kù)；對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零件，采用交互方式建模方法直接在設(shè)計(jì)平臺(tái)建模并建立非 標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)。 采用二維 CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，它使我們甩掉了圖板，解決 r 使用繪圖板帶來(lái)的諸 多弊端?，F(xiàn)在，大量三維實(shí)體造型軟件崛起，如 PR0E、UG、3D、SoIidedge 等，推 動(dòng)了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新革命由于這些三維軟件不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型，還可利用 設(shè)計(jì)出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機(jī)構(gòu)分析、動(dòng)態(tài)干涉檢查、動(dòng)力學(xué)分 析、強(qiáng)度分析等，并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。 這些功能是以往的二維 CAD 無(wú)法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、高精度性等特 點(diǎn)采用了易學(xué)易懂的 3D 三維實(shí)體造型軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程。 采用基于 3D 的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法后，設(shè)計(jì)者在新的夾具設(shè)計(jì)時(shí)不需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn) 行建模，直接從標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)選擇或調(diào)用即可。設(shè)計(jì)過(guò)程在簡(jiǎn)潔、明了的三維操作界面 中進(jìn)行，減少了重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動(dòng)生成夾具零件及裝配體的 三維實(shí)體圖和二維工程圖。這種設(shè)計(jì)方法不僅可以把夾具設(shè)計(jì)技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的 設(shè)計(jì)勞動(dòng)中解脫出來(lái)，更可縮短夾具的開(kāi)發(fā)周期，提高其設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量，從而 使夾具行業(yè)的整體勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高 6。 9 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 齒爪式 21 窄機(jī)體是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜， 但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有齒爪式 21 窄機(jī)體小端面端要求加工，對(duì)精 度要求也很高。零件的底面、中心孔 250 孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加6.1Ra 工。其中心孔 250 孔有同軸度公差要求因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置?度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽 命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 3 零件的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是 要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。 而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問(wèn)題。工藝師 要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 10 圖 2.1 零件零件圖 該加工有七個(gè)加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、 小頭孔、小孔。 以平面為主有： 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；2.3Ra 齒爪式 21 窄機(jī)體小端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。2.3Ra 孔系加工有： 125 粗、精鏜加工，其表面粗糙度為 ；. 47 的小孔鉆鉸加工， 2.3Ra 零件毛坯的選擇鑄造，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般 在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批13m 量生產(chǎn)。 上面主要是對(duì)零件零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選擇了其 毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的 準(zhǔn)備。 11 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平 面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于零件來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主 要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以各尺寸精 度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度 要求都不是很高，這樣對(duì)加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要 有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。設(shè) 計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)零件的加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選 擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效 率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng) 選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 3.2.1 影響加工方法的因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加 工方法及分幾次加工。 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生 產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生 產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬 由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備， 推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形 狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)選定最終加工方法。再選 擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度 為 Ra0.63m，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車半精 車淬火精車。 12 3.3 加工方案的選擇 由參考文獻(xiàn)3表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗銑精銑（ ） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR 由參考文獻(xiàn)3表 2.111 確定，125 和 47 孔的表面粗糙度要求為 6.3，則 選擇孔的加方案序?yàn)椋捍昼M精鏜。 47 孔的表面粗糙度要求為 6.3，則選擇孔的加方案序?yàn)椋捍周嚲嚒? 10、8 的小孔鉆鉸孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊?，所以我們采用鉆擴(kuò)鉸的加工方法。6.1Ra 小頭端面的加工方法是： 因孔兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑精銑。. 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面 與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相 互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工 表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾 等。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余 量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再 以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而 細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾 緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個(gè)加工過(guò) 程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底 面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 13 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面 間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從 而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨 削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表 面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。 例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能 保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表 面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在 無(wú)心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。 并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個(gè)加工過(guò) 程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精 基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩 孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于 兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以?的孔為加工基準(zhǔn)。4 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 3.4 工藝路線的擬訂 對(duì)于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的第一個(gè) 工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平 面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具 體生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： 工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工 藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè) 備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生 產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的 14 相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但 采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生 產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及809c: 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、 鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的 原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn) 面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相 互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采 用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡(jiǎn)單的機(jī)床工 藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè) 備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況 進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生 產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即 使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過(guò)多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的 良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段： 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并 為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修 補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 15 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn) 率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變 形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11IT12。粗糙度 為 Ra80100m。 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合 適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為 IT9IT10。表面粗糙度為 Ra101.25m。 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺 寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止 或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精 度精加工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同， 有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求 不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加 工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開(kāi)。必 須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì) 區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段 可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考 慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂三 個(gè)加工工藝路線方案。 方案一： 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、銑底面 4、鉆底面孔 4X10 5、粗鏜半精鏜 250 孔，留余量 1mm，半精鏜內(nèi)端面 6、精鏜 250 孔,達(dá)到尺寸公差要求 7、粗車，精車 47 孔，達(dá)到尺寸公差要求 8、鉆 70 外端面各孔并攻絲 16 9、鉆 70 內(nèi)端面各孔并攻絲 10、終檢 11、清洗入庫(kù) 方案二： 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、鉆底面孔 4X10 4、銑底面 5、粗鏜半精鏜 250 孔，留余量 1mm，半精鏜內(nèi)端面 6、精鏜 250 孔,達(dá)到尺寸公差要求 7、粗車，精車 47 孔，達(dá)到尺寸公差要求 8、鉆 70 外端面各孔并攻絲 9、鉆 70 內(nèi)端面各孔并攻絲 10、終檢 11、清洗入庫(kù) 方案三： 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、銑底面 4、鉆底面孔 4X10 5、粗鏜半精鏜 250 孔，留余量 1mm，半精鏜內(nèi)端面 6、精鏜 250 孔,達(dá)到尺寸公差要求 7、鉆 70 外端面各孔并攻絲 8、鉆 70 內(nèi)端面各孔并攻絲 9、粗車，精車 47 孔，達(dá)到尺寸公差要求 10、終檢 11、清洗入庫(kù) 加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個(gè)工序中， 以便裝夾、安裝工件。 再看后面的鏜孔、銑孔工序，方案把粗、精加工分在兩個(gè)不同的工序中，而 方案都在一個(gè)工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)也可以減 少工件的安裝次數(shù)。 方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔磨孔后再鉆各凸臺(tái)面小孔。這樣鉆孔后導(dǎo)致孔內(nèi) 17 的粗糙度受到影響。 方案 1 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個(gè)工序中，以便裝夾、安裝 工件。 由以上分析：方案 1 為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過(guò)程如下表： 方案一： 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、銑底面 4、鉆底面孔 4X10 5、粗鏜半精鏜 250 孔，留余量 1mm，半精鏜內(nèi)端面 6、精鏜 250 孔,達(dá)到尺寸公差要求 7、粗車，精車 47 孔，達(dá)到尺寸公差要求 8、鉆 70 外端面各孔并攻絲 9、鉆 70 內(nèi)端面各孔并攻絲 10、終檢 11、清洗入庫(kù) 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的鍛造采用的是 HT150 鑄造制造，其材料是 HT150，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)， 采用鑄造毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 零件為鍛造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件配合 的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直的對(duì)稱， 盡量避免鑄造件截面間差別過(guò)大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工 余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用 昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一 18 定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 零件的偏差計(jì)算 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如 下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)4表 1119。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查3可知其 粗銑時(shí)精度等級(jí)為 IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取 0.21m 精銑：由參考文獻(xiàn)3表 2.359，其余量值規(guī)定為 。 又由參考文獻(xiàn)4表 1119 可得鑄件尺寸公差為 。.406 毛坯的名義尺寸為： 42.1045. 毛坯最小尺寸為： 56 毛坯最大尺寸為： ..m 粗銑后最大尺寸為： 3 粗銑后最小尺寸為： 420.1.79 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度 15d8。 大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算 參照參考文獻(xiàn)3表 32，325,2.313 和參考文獻(xiàn)15表 18，可以查得： 孔： 鉆孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1IT12.5Raumm2.0 擴(kuò)孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。034 鉸孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8.6.3 孔 47、125 粗鏜孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。13IT12.5Rau0.9 精鏜孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。mm 根據(jù)工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序，而大頭孔加工分為粗鏜、 精鏜二個(gè)工序完成，各工序余量如下： 鉆孔 10 參照參考文獻(xiàn)3表 2.347，表 2.348。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆擴(kuò)鉸 鏜孔 125 加工該孔的工藝是：粗鏜精鏜 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 1：銑底面。 19 機(jī)床：臥式銑床 X62W 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT0Dm5Z 此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ： =3mmpa2.m 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)f 0.15/famZ 3表 2.481，取銑削速度 2.8/Vs 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)3表fa f/8. 2.481，取銑削速度 .47/m 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.97/in31rd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 45 實(shí)際銑削速度 ：v .402.9/106nms 進(jìn)給量 ： fV.185701/ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./47.5infV ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取aa6 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 1lm8l 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 20.5()(3lDa206)2 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt1240.36min7.5jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1j 682.19.j 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 1ijjtt 工序 2：鉆底面 4X10 切削深度 ：pa5.6 20 進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.39，取f rmf/35.0 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.41，取V sV47 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/9134.60701rdV in/6 實(shí)際切削速度 ： sn8.0 被切削層長(zhǎng)度 ：lm2 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 mctgctgkDr 3.62105)21( 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt in15.065.021fnlj 工序 5：粗鏜半精鏜 250 孔，留余量 1mm，半精鏜內(nèi)端面 機(jī)床：鏜床 T68 刀具：高速鋼刀具 VCWr418 （1）粗鏜 孔m20 切削深度 ：pa 進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.66，刀桿伸出長(zhǎng)度取 ，切削f m20 深度為 。因此確定進(jìn)給量 rmf/6.0 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.66，取V in/15/.sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取nin/5.07914.30dV i6r 實(shí)際切削速度 ： sn2.6 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ：mf mi/3.f 被切削層長(zhǎng)度 ：l19 刀具切入長(zhǎng)度 ： tgtgkarp 4.520)32( 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l5l 行程次數(shù) ：i1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt min79.0136.1921mjf 工序 3：鉆 70 外端面各孔并攻絲 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔 切削深度 ： pa 21 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.441，取 。V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./in317vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 0 所以實(shí)際切削速度 ： .176.5/dnms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 117()05.96rDlctgkctg 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l4ml32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn 擴(kuò)孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.331 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。 片型號(hào)：E403 切削深度 ：pa1.35m 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.452，取 。f 0.6/fmr 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.453，取 。V4Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vrD 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 5n 所以實(shí)際切削速度 ：v..0.52/06dms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 刀具切入長(zhǎng)度 有：11 19.7()20.863rDdlctgkctg 刀具切出長(zhǎng)度 ： ，取2l4ml3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt30.16in.5jLfn 22 工序 10：端面上螺孔攻絲 機(jī)床：組合攻絲機(jī) 刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量 ：由于其螺距 ,因此進(jìn)給量fmp5.1rmf/5.1 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.105，取V min/8./4.0sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取nin/28304.30dV25 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取0in/25rn 實(shí)際切削速度 ： s/1.615.0 由工序 4 可知： ml3l402l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt min18.05.1435.02121 fnfj 工序 15：小端面上螺孔攻絲 機(jī)床：組合攻絲機(jī) 刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量 ：由于其螺距 ,因此進(jìn)給量fmp5.1rf/. 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.105，取V in/8./14.0sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取nmin/28304.30dV25 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取0in/25rn 實(shí)際切削速度 ： s/1.615.0 由工序 2 可知： mll402l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt min13.05.145.02121 fnfj 3.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該零件的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 240 個(gè)工作日計(jì)算，每天 的產(chǎn)量應(yīng)不低于 21 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 21 件。再以每天 8 小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每 個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于 22.8min。 參照參考文獻(xiàn)3表 2.52，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì) 算公式為： （大量生產(chǎn)時(shí) ） Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為： ttfjd 其中： 單件時(shí)間定額 基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）jt 輔助時(shí)間，用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消ft 耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 23 布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值k 粗、精銑面 粗加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt0.5minj粗 精加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 8精 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.545，取工步輔助時(shí)間為 。由于在ft min41.0 生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，in1 則 in41..0ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.548，k 3k 單間時(shí)間定額 有：dt()(%(0.541)(%)2.1in.8ifdjtk粗 粗 185mt精 精 因此應(yīng)布置二臺(tái)粗、精機(jī)床即可以完成此二道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 鉆、擴(kuò)、鉸 孔29H 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt0.5.60.7.4inj 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.541，取工步輔助時(shí)間為 。由于在f in75.1 生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，mi1 則 min.17.ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.543，k 4.2k 單間時(shí)間定額 ：dt()%(0.4875)(1.%)2.04in.8idjftk 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 粗、精鏜孔 粗鏜孔：機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt.minj粗 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.537，取工步輔助時(shí)間為 。由于在ft min81.0 生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，in3 則 i81.3.0ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.539， 。k 8.4k 單間時(shí)間定額 有：dt()(%(.)(1.3%).50in2.8idfjtk粗 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 精鏜孔到要求尺：機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt0.4mij精 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.537，取工步輔助時(shí)間為 。由于在ft min1. 生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，in3 則 in81.3.0ft 24 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.539， 。k 83.14k 單間時(shí)間定額： ()(1%(0..)(.%)4.9min2.8idfjttk精 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 鉆各小孔 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt.minj 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.541，取工步輔助時(shí)間為 。由于在f in75.1 生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，min1 則 i75.1.ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.543， 。k 4.2k 單間時(shí)間定額 ，由式（1.11）有：dt 因此應(yīng)()%(0.175)(.%)2.1in.8mijfk 布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 4 車 端面夾具設(shè)計(jì)中 心 孔m7 車床夾具主要用于零件的旋轉(zhuǎn)表面以及端面。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加 工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 4.1 車床夾具的主要類型 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤， 花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、 角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心 夾緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)， 由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾 具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開(kāi)有若干個(gè) T 形槽，安裝定位 元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾 25 具不對(duì)稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀 具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安 裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2 車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的 結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具的 回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過(guò)程 中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離 心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足 夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過(guò)程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾 具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機(jī)床主軸的連接 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾 具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則 以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對(duì)于徑向尺寸 D140mm，或 D(23)d 的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主 軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖 1-a 所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過(guò)渡盤與車床主軸軸頸連接。過(guò)渡盤與主軸 配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 26 圖 1-b 所示的過(guò)渡盤，其上有一個(gè)定位圓孔按 H7/h6 或 H7/js6 與主軸軸頸相配合， 并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開(kāi)，可用壓板將過(guò)渡 盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按 H7/h6 或 H7/js6 裝配在過(guò)渡盤的凸緣上， 用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按 找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對(duì)于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖 1-c 所示，過(guò)渡盤在其長(zhǎng)錐面 上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度 較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖 1-d 所示是以主軸前端短錐面與過(guò)渡盤連接的方式。過(guò)渡盤推入主軸后，其端 面與主軸端面只允許有 0.050.1mm 的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐 面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖 1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過(guò)渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過(guò)渡盤凸緣確定專用夾具體的止口 尺寸。過(guò)渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè) 4.3 定位機(jī)構(gòu) 由零件圖分析孔 F 的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必 須限制工件的六個(gè)自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下： 27 選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。支撐板限制了 X,Y,Z 方向 的移動(dòng)自由度，X,Y 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，支撐釘限制了 Z 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。可見(jiàn)，定 位方案選擇合理。 4.4 夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊 機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如 下： 1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因 夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓 緊力來(lái)源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見(jiàn)夾具裝配圖和零件圖。 4.5 零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 、夾具D 誤差 、夾具在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響。JAG 如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 D 28 由于 C 面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差 為零。工件在夾具上B 定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差 為零。因此，尺寸 的Y05.-21 定位誤差 等于零。D （2）夾具誤差 J 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸 的公差為02.-1 0.02，以及限位基面相對(duì)安裝基面 C 的平行度誤差是 0.01. （3）安裝誤差 A 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。 （4）加工方法誤差 G 如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車床溜 板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具 的懸伸長(zhǎng)度和離心力的大小等因素。一般取 = /3=0.05/3=0.017mmGK 零件的車床夾具總加工誤差是： 2A2JDG 062.17.0. 精度儲(chǔ)備： 238.6.50CJ 故此方案可行。 4.6 零件的車床專用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 （1） 夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主 軸。 （2） 當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的 離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是 在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡 的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行 29 夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過(guò)夾具的圓形輪廓之外。因此，還 應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。 30 總結(jié) 通過(guò)這次完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們系統(tǒng)地回顧和復(fù)習(xí)了大學(xué)所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)， 同時(shí)也深刻體會(huì)到學(xué)習(xí)的重要性并領(lǐng)會(huì)到設(shè)計(jì)也是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 我們綜合運(yùn)用了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件（如AutoCAD） ，且應(yīng)用熟悉相關(guān)設(shè)計(jì) 資料（包括手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等方面有了一定程度的提高，深 刻的感受到計(jì)算機(jī)和工具書及手冊(cè)在設(shè)計(jì)中帶來(lái)的便利和幫助。 通過(guò)這次機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)，更加系統(tǒng)的了解機(jī)械制造工藝的一般過(guò)程，并且學(xué)會(huì)了對(duì)工 藝設(shè)計(jì)的整體把握，也有了較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)設(shè)計(jì)方法。在本次課程設(shè)計(jì)中，能運(yùn)用所 學(xué)基本理論知識(shí)，正確解決工件在加工時(shí)的定位和夾緊問(wèn)題，選擇合理的設(shè)計(jì)方案， 進(jìn)行必要的計(jì)算，根據(jù)課題設(shè)計(jì)出符合要求、 優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的夾具。并能運(yùn)用 所學(xué)基本理論知識(shí)，正確解決工件在加工時(shí)的定位和夾緊問(wèn)題，選擇合理的方案，進(jìn) 行必要的計(jì)算，根據(jù)題意設(shè)計(jì)出符合優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的鉆孔夾具。也明確工序要 求，了解所用機(jī)床，刀具及工序前加工情況，所以，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)收獲很大。 但也有很多地方還有在努力學(xué)習(xí)。 31 參考文獻(xiàn) 1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 燕山大學(xué) 洛陽(yáng)工學(xué)院 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校 編 上 ?？茖W(xué)技 術(shù)出版社 2000. 2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 王光斗 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002. 3 機(jī)械設(shè)計(jì) 王寧俠 時(shí)其昌 西安電子科技大學(xué)出版社2008. 4 機(jī)械制造基礎(chǔ)周桂蓮 付平 西安電子科技大學(xué)出版社2009. 5 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) 馮賢智 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社1994. 6 機(jī)械制造工藝學(xué) 郭宗蓮 中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997. 7 機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用手冊(cè) 馮道 安徽文化音像2003. 8 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 李益民主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版 1983. 9 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 艾興、肖詩(shī)剛主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版 1994. 10 夾具工程師手冊(cè) 劉文劍 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 2002. 11 k.Lee