畢業(yè)設(shè)計_十字頭零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工裝夾具設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計,十字頭,零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,工裝,夾具,設(shè)計 設(shè)計說明書 題目：十字頭加工藝及專用夾具設(shè)計 專　　業(yè)： 機(jī)械制造與設(shè)計及其自動化 班　　級： 機(jī)制 班 姓　　名： 學(xué)　　號： 指導(dǎo)老師： 目　　錄 第一部分：工藝設(shè)計說明書 一、零件的工藝性分析…………………………………………………… 1 二、確定毛坯，畫毛坯——零件合圖…………………………………… 2 三、機(jī)械工藝路線的確定……………………………………………… 3 四、主要工序尺寸及其公差的確定…………………………………… 8 五、設(shè)備及其工藝裝備的確定…………………………………………… 10 五、切削用量及工時定額的確定………………………………………… 10 第二部分：夾具設(shè)計說明書 一、 ………………………………………… 1 1 二、 ……………… 1 2 第1章 緒論 1.1 機(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、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個依據(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，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細(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，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實(shí)際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。 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)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(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、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(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)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(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、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī)床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機(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程。定位是通過工件定位基準(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，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導(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 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，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)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，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。 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)化四個方面。 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機(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。在較長時間內(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。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、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。 第一部分　工藝設(shè)計說明書 1.零件圖工藝性分析 1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析： 十字頭零件是機(jī)械中常見的一種零件，它的應(yīng)用范圍很廣。由于它們功用的不同，該類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點(diǎn)：零件的主要表面為精度要求較高的孔、零件由內(nèi)孔、外圓、端平等表面構(gòu)成。 1.2零件圖紙分析： 由零件圖可知，該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大，可以采用鑄造毛坯。由于該零件的兩個φ20孔要求較高，它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài)，通常對其尺寸要求較高。一般為IT5-IT7。加工時兩φ20孔的同軸度應(yīng)該控制在0.01mm。φ85外圓的尺寸它直接影響孔在空間的位置，加工時可以將其加工精度降低，通過裝配來提高精度。 1.3主要技術(shù)條件： 1.孔徑精度：兩φ20孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會造的配合不良，因此對孔的要求較高，其孔的尺寸公差為IT7 2.主要平面的精度：由于φ85外圓接影響聯(lián)接時的接觸剛度，并且加工過程中常作為定位基面，則會影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。 2.毛坯選擇 2.1毛坯類型 考慮到十字頭工作時的作用，要求材料要有很高的強(qiáng)度，并且該零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故選用鑄造毛坯材料為HT200。 2.2毛坯余量確定 由書機(jī)械加工工藝設(shè)計資料表1.2-10查得毛坯加工余量為2，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.4. 2.3毛坯－零件合圖草圖 3．機(jī)械工藝路線確定 3.1定位基準(zhǔn)的選擇： 3.1.1精基準(zhǔn)的選擇：選擇十字頭底面與兩φ85外圓作定位基準(zhǔn)，因為φ85外圓柱面 ，及底面是裝配結(jié)合面，且十字頭底面又是空間位置的設(shè)計基準(zhǔn)，故選擇十字頭底面與外圓作定位基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原則且裝夾誤差小。 3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇：以十字頭上端面和十字頭支撐外圓定位加工出精基準(zhǔn)。 3.2加工順序的安排： 十字頭零件主要由孔和平面構(gòu)成與箱體類零件大體相同，加工順序為先面后孔，這樣可以用加工好的平面定位再來加工孔，因為軸承座孔的精度要求較高，加工難度大，先加工好平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣即能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時可以使孔的加工余量較為均勻 3.3加工階段的劃分說明 加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。 3.4加工工序簡圖 1、鑄 鑄造、清理 2、熱處理 時效 3、粗車φ85外圓 4、粗銑上頂面 5、粗,精銑底平面 6、鉆、攻4×M6螺紋孔 7、擴(kuò)φ20孔 9、銑十字頭 10、粗鏜φ65內(nèi)孔 11、粗鏜、半精鏜、精鏜2-φ20內(nèi)孔 12、挖2-φ24環(huán)槽 13、精車φ85外圓 14、去毛刺： 15、終檢： 4.主要工序尺寸及其公差確定 φ85 工藝路線 基本尺寸 工序余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 鑄 φ90.5 5.5 φ90.51.4 粗車 φ87 3.5 12.5（IT11） φ87 半精車 φ85.5 1.5 6.3（IT9） φ85.5 精車 φ85 0.5 1.6（IT7） φ85 φ20 工藝路線 基本尺寸 工序余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 鑄 φ14 6 φ141.4 粗鏜 φ17 3 6.3（IT11） φ17 半精鏜 φ19.5 2.5 3.2（IT9） φ19.5 精鏜床 φ20 0.5 1.6（IT7） φ200.01 5.設(shè)備及其工藝裝備確定 所用的設(shè)備有： CA6140、X62W、T618、Z4012、檢驗臺、鉗工臺。 夾具有：鏜2-φ20孔專用夾具、車床專用夾具、鉆2-M6底孔專用夾具、擴(kuò)φ20孔專用夾具、 刀具有：90度車刀、硬質(zhì)合金銑刀、平板銼、開式自鎖夾緊鏜刀、φ5鉆頭、M6絲錐、φ20鉆頭、圓銼刀 量具有：游標(biāo)卡尺、專用塞規(guī)。 6．切削用量及工時定額確定 粗車、半精車、精車時：（T1=T輔 T2=T機(jī) T3=T工 T4=T休） 挖φ24環(huán)形槽： ap=2 由表5.3-1得：：f=0.4m/r 由表5.3-20得：v=90m/r 則n=220x90/40=495 r/mm 工時定額： 由表3.3-3得：操作機(jī)床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機(jī)動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.2 min 則T總=T1+T2+T基=2.26 min 粗車φ85外圓時： ap=2 由表3-1得：：f=0.5 m/r 由表5.3-20得：v=82 m/r 則n=318x82/85=307 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機(jī)床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機(jī)動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.167 min 則T總=T1+T2+T基=0.347 min 半精車φ85外圓時：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=1 由表3-1得：：f=0.4 m/r 由表5.3-20得：v=100 m/r 則n=318x100/85=374 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機(jī)床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機(jī)動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.34 min 則T總=T1+T2+T基=0.52 min 精車φ85外圓時：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得：：f=0.3 m/r 由表5.3-20得：v=107 m/r 則n=318x107/85=400 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機(jī)床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機(jī)動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.857 min 則T總=T1+T2+T基=1.75 min 銑φ85上頂面時： 切削用量：ap=3.5 由表6.3-2得：f=0.2 m/r 由表6.3-21得：v=120 m/r 則n=318V/D= 318 x120/85=449 m/r 工時定額： 由表6.4-1得：T2= lw+lf/fxn=1.45 min 由表3.3-7得：操作機(jī)床時間為：0.83 min 由表3.3-8得：測量工件時間為：0.14 min T1=2.27min T3=51min T4= 15min T基=lz/nfap=0.5 min 則T總=T1+T2+T基=68.7min ：鉆2-M6底孔2-φ5孔時； 切削用量：ap=3.5 由表7.3-1得：f=0.36 m/r 由表7.3-11得：v=13 m/r 則n=318V/D= 318 x13/5=826 m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=0.1 min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.17min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.15min 由表3.3-12得：測量工件時間為：0.04min T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.9min 粗銑、半精銑φ85底平面時； 粗銑時：切削用量：ap=2.5 由表6.3-2得：f=0.2 m/r 由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=120 m/r 則n=318V/D=763.2m/r 工時定額：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=2.63 min 精銑時：切削用量：ap=1 由表6.3-2得：f=0.12 m/r 由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=150 m/r 則n=318V/D=561m/r 工時定額：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=3.5 min 由表3.3-7得：操作時間為0.83min 由表3.3-8得：測量工件時間為：0.14min T1=2.27 min T3=51 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=80.53min ：粗鏜φ17內(nèi)孔、半精鏜、精鏜φ20內(nèi)孔時； 粗鏜時：切削用量：ap=3 由表8.2-1得：f=0.5 m/r v=80 m/r 則n=318V/D=1496.5m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.03 min 半精鏜時：切削用量：ap=2.5 由表6.3-2得：f=0.2m/r v=100m/r 則n=318V/D=1630.7m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.04min 精鏜時：切削用量：ap=0.5 由表6.3-2得：f=0.15m/r v=80m/r 則n=318V/D=1590m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.07min 由表3.3-1得：裝夾工件時間為0.42min 由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.12min 由表3.3-3得：操作機(jī)床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.16min T1=1.34 min T3=56min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=72.62min ：攻M6螺紋孔時； 切削用量：ap=2.5 由表7.3-1得：f=0.27 m/r 由表7.3-11得：v=15 m/r 則n=318V/5= 318 x15/5=954m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=1.5 min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.04min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.05min 由表3.3-11得：操作機(jī)床時間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.73min ：擴(kuò)φ20孔時； 切削用量：ap=2.5 由表7.3-1得：f=0.27 m/r 由表7.3-11得：v=15 m/r 則n=318V/D= 318 x15/20=238.5m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=1min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.04min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.05min 由表3.3-11得：操作機(jī)床時間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.63min 第二部分　夾具設(shè)計說明書 ２.１ 4×M6的螺紋孔夾具: 工序尺寸精度分析:由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆2-M6底孔，無其它技術(shù)要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件屬成批量生產(chǎn)。定位方案確定：根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個自由度，即x移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動、y移動、z轉(zhuǎn)動，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制z移動，因而工件的六個自由度都被限制，由分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。選φ85外圓、底平面作為定位基準(zhǔn)，以φ85外圓端面定位限制移動。具體結(jié)構(gòu)如下: 1、選擇定位元件： 由于本工序的定位面是φ85外圓、底平面,所以夾具上相應(yīng)的定位元件選為一個定位孔和兩個平面。定位誤差分析計算：分析計算孔的深度尺寸7的定位誤差：用φ85外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是φ85外圓面，定位基準(zhǔn)是外圓母線，當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在定位孔內(nèi)左右移動。定位誤差計算如下： △jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105 △db=1/2(△D+△d+△min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295 △dw=△jb+△db-=0.04≤T/3 所以滿足要求。 夾緊方案及元件確定 （1）計算切削力及所需加緊力： 工件在加工時所受的力有加緊力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由機(jī)床夾具設(shè)計手冊表1-2-7得切削力的計算公式： Fx=667DsKp=667x7x700x650/726≈1083N 實(shí)際所需加緊力與計算加緊力之間的關(guān)系為： F=KFx(K由表1-2-2查得為1.15)=1.15Fx==1245.45N （2）設(shè)計鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板： 由于此工件是成批量生產(chǎn)，固選用GB2264-80可換鉆套，選用活動式鉆模板。 根據(jù)鉆床T型槽的寬度，決定選用GB2206-80寬度B=14，公差帶為h6的A型兩個定位鍵來確定夾具在機(jī)床上的位置。 夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體，并在夾具體底部兩端設(shè)計出供T型槽用螺栓緊固夾具用的U型槽耳座。 2.2 鏜床夾具設(shè)計(Φ20上偏差為+0.023下偏差為0的銷孔): 鏜床夾具又稱鏜模它主要用于加工相體，支架等工件上的單孔或孔系。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔組合機(jī)床上也可以用在一般車床、銑床和搖臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具，除具有定位元件、加緊機(jī)構(gòu)和夾具體等基本部分外，還有引導(dǎo)刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆模板上一樣，鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標(biāo)位置，布置在一個或幾個專用的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此，鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床夾具的特有元件。根據(jù)基準(zhǔn)面重合的原則，選定底面定位基準(zhǔn)，限制三個自由度，工序孔限制三個自由度，實(shí)現(xiàn)定位。由于定位基準(zhǔn)是經(jīng)過加工過的光平面，故定位元件等用夾具體把兩個定位元件聯(lián)成一體，工件放在上面，使重力與加緊方向一致。本夾具屬于單支承前引導(dǎo)的鏜床夾具，本就加以說明介紹。 單支承前引導(dǎo)的鏜床夾具，既鏜套位于被加工孔的前方，介于工件與機(jī)床主軸之間，主要用于加工D<90mm。 夾緊力大小的確定原則：夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當(dāng)。 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù)K。 式中W`——計算出的理論夾緊力； W——實(shí)際夾緊力； K——安全系數(shù)，通常k=1.5~3.當(dāng)用于粗加工時，k=2.5~3,用于精加工時k=1.5~2. （二）在分析受力時，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個方程，然后求出所需的夾緊力。如圖所示垂直方向平衡式為 W=1.5KN;水平方向可以列出：,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般0.15,即W=10KN；對o點(diǎn)取矩可得下式 比較上面三種情況，選最大值，既W=10KN。 （三）上述僅是粗略計算的應(yīng)用注意點(diǎn)，可作大致參考。由于實(shí)際加工中切削力是一個變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動、刀具的鈍化等因素影響，計算切削力大小的公式也與實(shí)際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計算而得到結(jié)果。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關(guān)鍵性的重要夾具，則往往還需要通過實(shí)驗的方法來確定所需夾緊力。 表2-1，削邊銷尺寸參考表（mm） d >3~6 >6~8 >8~20 >20~25 >25~32 >32~40 >40~50 >50 B d-0.5 d-1 d-2 d-3 d-4 d-5 d-5 -- b 1 2 3 3 3 4 5 -- 2 3 4 5 5 6 8 14 計算定位誤差：由于孔定位有旋轉(zhuǎn)角度誤差a,使加工尺寸產(chǎn)生定位誤差和，應(yīng)考慮較大值對加工尺寸的影響。兩個方向上的偏轉(zhuǎn)其值相同。因此，只對一個方向偏轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行計算。 式中——中心線與圓柱銷中心線交點(diǎn)至左端面的距離 ——中心線與圓柱銷中心線交點(diǎn)至右端面的距離 由于轉(zhuǎn)角誤差很小，不計工件左右端面的旋轉(zhuǎn)對定位誤差的影響， 故 較大的定位誤差尚小于工件公差的三分之一；此方案可取。 2定位銷高度的計算 確定定位銷高度時，要注意防止卡住現(xiàn)象，當(dāng)安裝比較笨重的工件時，不太可能將工件托平后同時裝入定位銷，而是將工件一邊支在夾具支承面上，逐漸套入兩銷。這時，如定位銷高度選擇不當(dāng)，將使工件卡在定位銷邊緣上而裝不進(jìn)去。避免產(chǎn)生卡住的最大高度，可按下列計算。定位裝置為一面兩銷，定位銷的最大工作高度為 為了裝卸工件方便，可使圓柱銷低于3~5mm。 結(jié)論：通過本次的課程設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鏜鉆夾具的設(shè)計與分析，對我們在大學(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。 擴(kuò)φ２０（Φ20上偏差為+0.018下偏差為0）孔夾具 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計在成批生產(chǎn)條件下,在專用立式鉆床上擴(kuò)φ20孔的鉆床夾具. 1、φ20可一次擴(kuò)削保證.該孔在軸線方向的設(shè)計基準(zhǔn)是以鉆套的中心線的，設(shè)計基準(zhǔn)是以外圓與另一端面. 2、定位基準(zhǔn)的選擇 工序結(jié)合面是已加工過的平面，且又是本工序要加工的孔的設(shè)計基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。因此，選擇結(jié)合面與外圓作為定位比較合理。 3、切削力及夾緊力的計算 刀具：麻花鉆，dw=20mm, 則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》) 查表得：d0=20mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷20=79401N 查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值： FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故FL=0.8 FE =0.8×79401=63521N FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) K=K1K2K3K4 式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5 K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1 K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1 則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521 =211366N 選用螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力 fN=1/2 F/ f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25 則 N=0.5×211366÷0.25=52841N 4、操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的鉆床夾具就是選擇了手動螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用） 5、工序精度分析 在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計算。影響設(shè)計尺寸的各項誤差分析 1、重合,故產(chǎn)生定位誤差。定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，的方向與加工方向是一致的，所以=0.2mm,因為平面定位。所以 故 2、垂直度所引起的夾具安裝誤差，對工序尺寸的影響均小，既可以忽略不計。面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一，。 通常不超過0.005mm.。偏移 用概率法相加總誤差為： 098137mm<0.2mm 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 精車外圓夾具的設(shè)計(Φ85上偏差為-0.05下偏差為-0.15:) 問題的提出： 夾具的種類很多，有通用夾具，專用夾具和組合夾具等，本夾具是用來車削粗車和半精車軸的外圓，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們設(shè)計基準(zhǔn)為軸頂尖位置，作為主要的基準(zhǔn)。在刀具方面我們選用硬質(zhì)合金車刀刀具加工。 確定定位方案，設(shè)計定位元件： 工件上的加工為車削軸的外圓，故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響，所以根據(jù)軸本身的加工特點(diǎn)來選擇定位的方式。我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來實(shí)現(xiàn)定位加工。 夾緊力計算： 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在車削加工過程中切削力為圓周切削分力，因此，在計算夾緊力時可以不計算徑向切削分力和軸向切削分力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力。即：，即：，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-1得：；；1.15；；；；，所以=2.691。查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-7得：，表1-2-8得，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-1得：；；；；，所以=1.9。所以因此，實(shí)際所需要的夾緊力為。 由于兩端是頂尖裝夾，左頂尖直接裝夾在機(jī)床尾座上，右頂尖裝夾在機(jī)床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 繪制夾具總體圖如下: 當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。 繪圖時先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。 3.夾緊裝置設(shè)計(35×35的方孔) 本夾具主要用來銑十字頭方孔。由于加工本道工序的工序簡圖可知。銑十字頭方孔時，粗糙度要求，十字頭上平面與下平面有平行度要求,并與工藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對十字頭方孔進(jìn)行加工。因此在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度來看，本工序中，定位基準(zhǔn)是下平面與外圓，設(shè)計基準(zhǔn)也是要求保證方孔應(yīng)與上,下兩平面的垂直度要求，定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，不需要重新計算上下平面的垂直度，便可保證垂直度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行，保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀垂直的方孔面同時進(jìn)行粗精銑加工。同時進(jìn)行采用手動夾緊。 3.2.2定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位基準(zhǔn)為外圓與平面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面與V型。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對V型和壓頭進(jìn)行設(shè)計。 3.2.3定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面與V型塊定位,,不存在定位誤差.可見這種定位方案是可行的。 3.2.4銑削力與夾緊力計算 本夾具是在銑床上使用的，用于定位壓頭螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動，必須對壓頭施加一定的夾緊力。由計算公式 Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2） Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs－作用在六角螺母 L－作用力的力臂(mm) d0－螺紋中徑(mm) α－螺紋升角(゜) ψ1－螺紋副的當(dāng)量摩擦(゜) ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜) r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑(゜) 根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]其回歸方程為 Fj＝ktTs 其中Fj－螺栓夾緊力(N)； kt－力矩系數(shù)(cm－1) Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =5×2000=10000N 3.2.5夾具體槽形與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。 圖3.7 定向鍵 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。 圖3.8 U型槽 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。 表3.5 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸 螺栓直徑 12 14 30 20 對刀裝置由對刀塊來實(shí)現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成傳動箱體上平面尺寸為210×315mm的粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.9所示。 圖3.9 直角對刀塊 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。 圖3.10 平塞尺 塞尺尺寸如表3.6所示。 表3.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 3.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計 夾緊裝置采用移動的壓頭來夾緊工件，采用的移動壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。 圖3.11 夾具圖 夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖如上所示。 3.2.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明 本夾具用于在立式銑床上加工十字頭，工件以與此相垂直的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在V型塊與底板實(shí)現(xiàn)定位。采用轉(zhuǎn)動壓頭夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開手柄來加工另一邊。如夾具裝配圖所示。 第五部分　設(shè)計體會 課程設(shè)計是對我們所學(xué)課程知識的總結(jié)。通過課程設(shè)計可以體現(xiàn)出我們在校期間的學(xué)習(xí)程度。從而對我們所學(xué)專業(yè)知識做出有力判斷。 從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細(xì)給我們講了設(shè)計的步驟，還安排了輔導(dǎo)時間。為我們圓滿的完成任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機(jī)械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過這次設(shè)計，我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計，從而更加了解了我們的專業(yè)。 剛開始設(shè)計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設(shè)計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計。老師給我們詳細(xì)講解了機(jī)械設(shè)計應(yīng)注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫出毛坯和零件合圖。 在設(shè)計期間，我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計，對我有了很大提高。遇到不懂的問題時，指導(dǎo)老師們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個人的設(shè)計課題不一樣，但我們之間還是會經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會了知識，而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊精神。在這次設(shè)計中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們在設(shè)計期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設(shè)計，一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。 致 謝 經(jīng)過近兩個月的努力，這次畢業(yè)設(shè)計終于圓滿完成了！同時，這也是我們畢業(yè)在即所完成的任務(wù)比較繁重的一份作業(yè)和考驗！ 在這期間，對我們設(shè)計幫助和關(guān)心最多的當(dāng)是指導(dǎo)老師。因為我們所面臨的工作不僅是一個開發(fā)的新課題，更主要的是在缺少這方面資料的情況下，指導(dǎo)老師以他淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)和耐心細(xì)致的講解與引導(dǎo)，使我們?nèi)缙谕瓿闪诉@份艱巨的任務(wù)；同時，也使我們領(lǐng)悟到了虛心學(xué)習(xí)，迎難而上，不驕不躁和謙虛謹(jǐn)慎的重要性。當(dāng)然，這次工作的完成也離不開其他老師和同學(xué)的幫助，和同學(xué)團(tuán)結(jié)協(xié)作，相互學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。這對我們性格的培養(yǎng)和日后在工作崗位中的教育無疑是一次很好的鍛煉！ 同時，我更想到了在家辛苦勞作的父母，是他們孜孜不斷的教誨，我才領(lǐng)悟到這些！ 最后，感謝各位老師在百忙中批閱此論文，其中不足之處敬請批評指正。 參考文獻(xiàn) [1]王仲，劉長吉 .連桿機(jī)械加工工藝探討[J].內(nèi)燃機(jī)，1997，1:13~16 [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)體加工中幾個難點(diǎn)問題的工藝性研究[D].天津：天津大學(xué)，2003 [4]程熙.熱能與動力工程機(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)械加工工藝簡明手冊.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2006.56～68 [6]SAE International， Warrendale， Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Forging Makes a Better Connecting Rod[J]. 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