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畢業(yè)設計論文 論文題目：右下端板零件加工工藝及鉆孔夾具 班 級： 專 業(yè)： 學生姓名： 指導教師： 日 期: 摘 要 右下端板零件加工工藝及鉆孔鉆床夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 21 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 錄 摘 要 II ABSTRCT III 序 言 - 1 - 1.零件的分析 - 2 - 1.1零件的作用 - 2 - 1.2零件的工藝分析 - 2 - 2.工藝規(guī)程設計 - 2 - 2.1確定毛坯的制造形式 - 3 - 2.2基面的選擇的選擇 - 3 - 2.3制定工藝路線 - 3 - 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 3 - 2.5確定切削用量及基本工時 - 3 - 3 夾具設計 - 7 - 3.1概述 - 7 - 3.2方案設計 - 7 - 3.3定位基準的選擇 - 7 - 3.4切削力和夾緊力的計算 - 7 - 3.5定位誤差分析 - 8 - 3.6導向裝置設計 - 8 - 3.7夾具設計及操作說明 - 9 - 總 結 - 10 - 致 謝 - 11 - 參 考 文 獻 - 12 - -- 13 -- 序 言 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。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，就是個加工的籠統的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，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 細的數據了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據產品數量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，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，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數，工藝規(guī)程是某個廠根據實際情況編寫的特定的加工工藝。 右下端板零件加工工藝及鉆孔鉆床夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 1.零件的分析 1.1零件的作用 右下端板是整體裝置的重要零件，它支撐中心部分，承受著部分靜載荷。 1.2零件的工藝分析 右下端板有2個加工面他們有位置度要求。這三個加工面的分別為： 1，以四周輪廓面為基準的加工面，這組加工面包括四周輪廓面。 2：以2個直徑為25孔的軸線為基準，這組面包括2個直徑為25孔 2.工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式 零件的材料為Q235，根據生產綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用型材鋼板。 2.2基面的選擇的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 粗基準的選擇：對右下端板這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關重要。以零件的上端面加工平面作為粗基準。 2.3制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序1：材料符合Q235（20mm鋼板）的質量要求，并具有質保書。 工序2：用剪板機下料，確保100×160外形尺寸。 工序3：以圖示端面為基準，用PJ0010-G02工裝進行鉆孔2-?25，確保中心距離尺寸73，修毛刺 工序4：按圖紙技術要求，對本零件的尺寸、形狀、位置和表面質量等要素進行全面檢查。 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 右下端板零件材料為Q235，生產類型為大批量生產，采用型材鋼板毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由毛坯可直接獲得。 2、 右下端板的四周 四周輪廓采用鋼板剪板裁剪的辦法 3、右下端板的孔直徑為25、孔毛坯為實心。孔的精度要求介于IT7—IT8之間， 2.5確定切削用量及基本工時 工序1：材料符合Q235（20mm鋼板）的質量要求，并具有質保書。 工序2：用剪板機下料，確保100×160外形尺寸。 工序3：以圖示端面為基準，用PJ0010-G02工裝進行鉆孔2-?25，確保中心距離尺寸73，修毛刺 選擇鉆床：Z35鉆床 1、刀具的選擇：選擇高速鋼麻花鉆，其直徑。 依據，根據表2.1及表2.2，可選擇鉆頭的幾何形狀為：標準，，，，，。 2、選擇切削用量 1）依據，根據表2.7，可得鋼的強度，鉆頭的直徑時，。 因為，所以不需要乘孔深修正系數。 2）依據，根據表2.8，根據鉆頭強度決定進給量：當，，鉆頭強度允許的進給力。 3）依據，根據表2.9，按機床進給機構強度決定進給量：當，，機床進給機構允許的軸向力為8330N(查，表2.35)時，進給量為。 從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為。根據Z35鉆床說明書，選擇。 查，根據表2.19，當，時，查得軸向力。 軸向力的修正系數為： 故。 查Z35鉆床的使用說明書，機床進給機構所允許的最大軸向力為，由于，所以可用。 （2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 查，可取得鉆頭的后刀面最大磨損量取為0.4mm（0.4~0.6），刀具的壽命T=15min。 （3）決定切削速度 查，根據表2.30，可查得，，，，，。則。 = 查，根據表2.31，可查得，，，，故： r/min 查，根據Z35鉆頭的使用說明書，可以考慮選擇，但因為所選轉數計算轉數較高，會使刀具壽命下降，所以可將進給量降一級，即取，也可以選擇較低一級的轉數 ，仍用，比較這兩種選擇方案： 1）第一方案 , 2）第二方案 , 因為第一方案的乘積較大，基本工時較少，故第一方案好。這時, 。 （4）檢驗機床扭矩及功率 查，根據表2.20，當，時，。扭矩的修正系數為可查得，所以。根據Z35鉆床的使用說明書，當時，。 由于，故選擇之切削用量可用，即 f=0.17mm/r, , 。 3 夾具設計 3.1概述 在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要 保證工件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件 正確位置固定不動，這一任務就是由夾具來完成。 對于單件、小批生產，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件 的生產成本。但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時 往比較費時間，并且操作復雜，生產效率低。 本零件屬于大量生產，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證 工件精度， 提高生產效率，設計專用夾具就顯得非常必要。 3.2方案設計 方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案 設計的好、壞將直接影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就 會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達到設計要求，因 此必須慎重考慮。 設計方案的擬定必須遵循下列原則： 1、 定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。 2、 夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。 3、 夾具結構盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低 3.3定位基準的選擇 我們采用已經加工好的孔及其端面作為定位基準，孔和端面 共限制5個自由度，這樣還有一個旋轉的自由度沒有限制，為了保證空 間工件定位準確，我們需要限制6個自由度，因此我們采用一支撐桿來限 制旋轉方向的自由度。這樣空間6個自由度就限制完了。 3.4切削力和夾緊力的計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產率。 夾緊力的計算:因采用的是手動夾具故夾緊力無須計算。 3.5定位誤差分析 （1） 定位元件尺寸及公差確定。 由資料[10]《機床夾具設計手冊》可得： ① 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 ② 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.6導向裝置設計 因為我們所加工的孔是通孔我們是批量生產，查機床夾具設計手冊知，快換鉆套的結構和具體尺寸如下 3.7夾具設計及操作說明 如前所述，在設計夾具時，為提高生產率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了星形壓緊的方式。由于本夾具是對工件進行鉆削加工面，因此工件的主要受力是鉆削力，因為鉆削力是向下的，我們采用的是鉸鏈壓板壓緊，壓緊力也是向下的，鉆削力和壓緊力方向相同。 總 結 畢業(yè)設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 畢業(yè)設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術協會。金屬切削手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；瘜W工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [8] [周永強，高等學校畢業(yè)設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。 [9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2542。 [11] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊［Ｍ］.上?？茖W技術出版社，1984。 [12] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2540。 [15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，25Q235：4-17。 [16] Machine Tools N.chernor 1984. 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