渦輪減速器箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【蝸輪減速箱體】,蝸輪減速箱體,渦輪減速器箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【蝸輪減速箱體】,渦輪,減速器,箱體,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),蝸輪,減速 本科生畢業(yè)論文 論文題目：蝸輪減速箱體的工藝分析及夾具設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： Xxxxxx學(xué)校 2015.5.1 摘要 本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一種蝸輪減速箱體的工藝分析及夾具設(shè)計(jì)。由于該零件屬于大批量生產(chǎn)，鉆孔精度要求較高，所以設(shè)計(jì)一個(gè)專用的鉆床夾具，保證零件的加工質(zhì)量。蝸輪減速機(jī)的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩，減速器在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，而且由于結(jié)構(gòu)緊湊效率高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單并可成批生產(chǎn)在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。而箱體作為減速器的載體，研究箱體的加工工藝就顯得尤為重要了箱體是一種由封閉在剛性克體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)或齒輪蝸桿傳動(dòng)所組成的外殼箱箱體，箱體的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，箱體外面都有許多平面和孔，內(nèi)部呈腔形，壁薄且不均勻，剛度較低，加工精度要求較高，特別是主軸承孔和基準(zhǔn)平面的精度。通過對(duì)渦輪減速器箱體零件圖的分析及結(jié)構(gòu)形式的了解，從而對(duì)減速器進(jìn)行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術(shù)要求和精度分析，然后對(duì)一個(gè)銑削工序和一個(gè)鉆削工序進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。首先通過分析蝸輪減速箱體的結(jié)構(gòu)組成，建三維模型、繪制總圖；其次設(shè)計(jì)工藝卡片，從而設(shè)計(jì)夾具。最后繪制件零件圖；最后繪制裝配圖，整理資料，撰寫設(shè)計(jì)說明。 關(guān)鍵詞：減速箱體、夾具、工藝分析、機(jī)構(gòu) 目錄 1 緒論 5 1.1 渦輪減速機(jī)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的地位與作用 5 1.2 夾具的發(fā)展概況 5 1.3 夾具的特點(diǎn) 6 1.4 本篇論文的設(shè)計(jì)任務(wù) 7 2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 7 2.1 定位基準(zhǔn)的選擇及加工工序 7 2.2 確定毛坯的制造形式 9 2.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性 9 2.4 主要平面 9 2.5 加工方法的選擇 10 2.6 加工階段的劃分 10 2.7 工序的集中與分散 11 2.8 加工順序的安排 12 2.9 具體工序尺寸和加工余量的確定 13 2.10 機(jī)床與相應(yīng)切削用量的確定 13 2.11 加工零件圖 14 2.12 工藝路線的確定 15 2.13 鉆床的選定及時(shí)間計(jì)算 18 3 夾具設(shè)計(jì)方法及步驟 18 3.1 夾緊及方案的選擇 18 3.2 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 3.2.1 夾具定位方案與定位元件 23 3.2.2 實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算 23 3.2.3 夾具的使用方法 25 3.2.4 夾具零件設(shè)計(jì) 25 3.2.5 夾具體毛坯的類型 26 4 夾具誤差的計(jì)算 27 4.1 角度尺寸公差 27 4.2 定位誤差 27 4.3 工件在夾具上加工的精度分析 28 4.4 夾具誤差的計(jì)算 29 5 第6章 零件材料 34 5.1 標(biāo)準(zhǔn)件 34 5.2 定位銷 35 5.3 定位襯套 37 5.4 定位銷座 39 5.5 預(yù)定位銷座 41 6 經(jīng)濟(jì)性分析 42 6.1 經(jīng)濟(jì)性分析 42 7 結(jié)束語 42 8 參考文獻(xiàn) 44 1 緒論 1.1 渦輪減速機(jī)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的地位與作用 近幾年我國渦輪減速機(jī)行業(yè)發(fā)展速度較快，受益于渦輪減速機(jī)行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高以及下游需求市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，渦輪減速機(jī)行業(yè)在國內(nèi)和國際市場(chǎng)上發(fā)展形勢(shì)都十分看好。雖然受金融危機(jī)影響使得渦輪減速機(jī)行業(yè)近兩年發(fā)展速度略有減緩，但隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及國際金融危機(jī)的逐漸消退，我國渦輪減速機(jī)行業(yè)重新迎來良好的發(fā)展機(jī)遇。進(jìn)入2010年我國渦輪減速機(jī)行業(yè)面臨新的發(fā)展形勢(shì)，由于新進(jìn)入企業(yè)不斷增多，上游原材料價(jià)格持續(xù)上漲，導(dǎo)致行業(yè)利潤降低，因此我國渦輪減速機(jī)行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭也日趨激烈。面對(duì)這一現(xiàn)狀，渦輪減速機(jī)行業(yè)業(yè)內(nèi)企業(yè)要積極應(yīng)對(duì)，注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力，不斷提高自身生產(chǎn)技術(shù)，加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，于此同時(shí)渦輪減速機(jī)行業(yè)內(nèi)企業(yè)還應(yīng)全面把握該行業(yè)的市場(chǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)，不斷學(xué)習(xí)該行業(yè)最新生產(chǎn)技術(shù)，了解該行業(yè)國家政策法規(guī)走向，掌握同行業(yè)競(jìng)爭對(duì)手的發(fā)展動(dòng)態(tài)，只有如此才能使企業(yè)充分了解該行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及自身在行業(yè)中所處地位，并制定正確的發(fā)展策略以使企業(yè)在殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭中取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。 1.2 夾具的發(fā)展概況 夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 國際生產(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)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(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)的需求與競(jìng)爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50％～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10％～20％左右，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我們?cè)诙潭處啄陜?nèi)需更新大量的專用夾具，這樣即提高了加工的成本，也造成了材料的浪費(fèi)，為了減少這種情況，我們可以采用數(shù)控機(jī)床的柔性化制造技術(shù)。 近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(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）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀：機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對(duì)象，使之占有正確的空間位置，用來加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡稱為夾具。 1.3 夾具的特點(diǎn) 1）保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2）提高生產(chǎn)效率 專業(yè)夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。 3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)簡單，合理，便于加工，裝配，檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)。 4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡單，省力，安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。 5）經(jīng)濟(jì)型好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 1.4 本篇論文的設(shè)計(jì)任務(wù) 本片論文的主要任務(wù)如下： （1）確定整體畢業(yè)設(shè)計(jì)思路 （2）確定用什么夾具進(jìn)行加工，分析材料、生產(chǎn)要求、工藝要求、使用要求等 （3）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，含零件圖及裝配圖 （4）夾具制造工藝，含工藝過程卡和工序卡 確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時(shí)，需綜合考慮以下因素： （1）要考慮各表面的精度和質(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。 （2）根據(jù)生產(chǎn)類型來選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專用的高效率的設(shè)備；在單件小批量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。 （3）要考慮被加工材料的性質(zhì)。 （4）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)有的加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)所加工產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)真的結(jié)構(gòu)和加工工藝分析，擬定不少于兩條加工工藝路線，繪制工藝圖，并編制數(shù)控加工程序；設(shè)計(jì)兩套加工過程中用的夾具，最后撰寫設(shè)計(jì)說明書。 2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1 定位基準(zhǔn)的選擇及加工工序 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要的設(shè)計(jì)之一，基準(zhǔn)的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批量的報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 機(jī)械加工工序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工φ36內(nèi)側(cè)表面，在加工外側(cè)表面。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工各個(gè)表面，再加工各個(gè)通孔。 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)選擇的原則是：選擇應(yīng)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。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。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。 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 箱體粗基準(zhǔn)選擇要求：在保證各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均勻；裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件應(yīng)與箱體內(nèi)壁有足夠間隙；此外還應(yīng)保證定位、夾緊可靠。為了滿足上述要求，一般選箱體的主要孔的毛坯孔作為粗基準(zhǔn)。由于本次加工箱體的下表面粗糙度要求相對(duì)較高，因此選取下表面為粗基準(zhǔn)，先加工上表面。 精基準(zhǔn)的選擇 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)確、牢固、方便。 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)簡單等。 箱體上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準(zhǔn)的選擇有很大的關(guān)系.為此，通常優(yōu)先考慮“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。在大批量生產(chǎn)中，則選用主軸箱頂面和兩定位銷為定位基準(zhǔn)。若箱體尺寸較小而批量很大時(shí)，可與底面上的兩定位孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣既符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，又符合“基準(zhǔn)重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與結(jié)合面重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行度。 2.2 確定毛坯的制造形式 常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件.各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時(shí)，一般要綜合考慮以下幾個(gè)因素： 依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強(qiáng)度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。 依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。 確定毛坯時(shí)既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。 本減速器是大批量的生產(chǎn)，材料為HT200用鑄造成型。 2.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性 箱體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，加工的表面多，要求高，機(jī)械加工的工作量大，結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意： 本箱體加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類，其中通孔加工工藝性最好，階梯孔相對(duì)較差。 箱體的內(nèi)端面加工比較困難，結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過的孔加工前的直徑，當(dāng)內(nèi)端面的尺寸過大時(shí)，還需采用專用徑向進(jìn)給裝置。 為了減少加工中的換刀次數(shù)，箱體上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致。 2.4 主要平面 底座的底面，箱體頂面，支承孔的端面等。其他加工其他主要連接孔、螺孔、銷釘孔以及一些特別的凸臺(tái)面等。軸承支承孔通常在鏜床上鏜削；加工連接孔、螺孔、銷釘在鉆床上進(jìn)行，主要平面通常采用銑削，支承孔端面可以在鏜孔同一次安裝中加工出來。減速器箱體的機(jī)械加工過程取決于精度要求、批量大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸重量、大小等因素。此處還應(yīng)考慮車間的條件，中間有無熱處理工序。 由此可知，減速器箱體整個(gè)加工工藝過程分為兩大階段，第一階段銑削主要的平面，第二階段是鏜孔及鉆孔。 2.5 加工方法的選擇 在選擇各表面的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素： 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。 2.6 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余的金屬，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)。 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。 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。 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。 光整加工階段：對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善很少。 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。 2.7 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)容簡單，有利選擇最合理的切削用量.便于采用通用設(shè)備.簡單的機(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，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。 2.8 加工順序的安排 零件的加工過程通常包括機(jī)械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序.在安排加工順序時(shí)常遵循以下原則： 機(jī)械加工工序安排：先粗后精，先粗加工，其次半精加工，最后安排 精加工和光整加工. 先加工基準(zhǔn)面后加工其它面.首先以粗基準(zhǔn)定位加工出精基準(zhǔn)，然后以精基準(zhǔn)定位加工其它表面.例如，軸類零件通常都是先加工出兩端面的頂針孔然，然后以頂針孔定位加工其它表面。箱體、底座、支架類零件，其上的平面較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，因此一般都是先加工平面，在加工孔，稱之為“先面后孔”原則。 先主后次.先安排主要的表面的加工.主要表面指裝配基準(zhǔn)面，工作表面等；次要表面指鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等.這些表面一般都與主要表面有相互位置精度要求，通常放在主要表面的半精加工之后.精加工之前.這樣可以保護(hù)主要表面的光潔。 熱處理工序的安排：熱處理工序在工藝路線中的安排主要取決于熱處理的目的.有以下幾種情況： 退火與正火通常安排在粗加工之前.他們的主要目的是改善材料的切削加工性能和消除內(nèi)應(yīng)力。 調(diào)質(zhì)一般安排在粗加工之后，半精加工之前進(jìn)行.調(diào)質(zhì)使零件獲的較好的綜合機(jī)械性能也可使金屬組織細(xì)化致密，為以后淬火和氮化減少變形作預(yù)備處理。 時(shí)效處理.一般鑄件通常安排在粗加工之后.高精度復(fù)雜鑄件應(yīng)在半精加工之前后各安排一次.剛性差的精密零件應(yīng)在粗加工、半精加工、精加工多次安排時(shí)效處理.時(shí)效處理的目的是消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件精度。 淬火.分整體淬火，表面淬火和滲碳淬火.一般安排在精加工與半精加工之間進(jìn)行.表面淬火之前常要進(jìn)行調(diào)質(zhì)及正火處理。淬火的目的是為了使零件獲得高的硬度和耐磨性。 淡化.安排在精細(xì)磨之前。淡化前還需要安排調(diào)質(zhì)處理，淡化能提高零件硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗蝕性。 發(fā)蘭.表面鍍層等表面處理。應(yīng)安排在工藝過程之后。 輔助工序的安排 檢驗(yàn)工序是重要的輔助工序，除每道工序操作者自檢外，還應(yīng)在下列加工階段，專門安排檢驗(yàn)工序。 粗加工階段結(jié)束之后； 重要的工序的前后； 工件從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間時(shí)； 工件全部加工完畢后. 輔助工序還有去毛刺、清洗、涂防銹油、油漆等，應(yīng)分別安排于工藝過程所需之處。綜上所述，該零件的加工工藝過程編制如下表所示： 渦輪減速器殼體的工藝過程見表1 2.9 具體工序尺寸和加工余量的確定 現(xiàn)分析主要的孔，面的加工余量及尺寸偏差。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，由于表面粗糙度要求均較高，所以都要經(jīng)過多重工序，具體工序尺寸和加工余量為： M13mm螺紋孔 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表，加工該孔的工藝為： 鉆孔：Φ8mm； 攻螺紋孔M10 精鏜Φ90mm孔； 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表，加工該孔的工藝為： 鉆孔：Φ88mm； 粗鏜：Φ89.8mm； 精鏜：Φ90mm 銑底面 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表，加工該孔的工藝為： 粗銑：Z=1.2mm 精銑：Z=1.0mm保證最終尺寸 2.10 機(jī)床與相應(yīng)切削用量的確定 M13mm螺紋孔 機(jī)床：鉆床 刀具：麻花鉆，絲錐 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.10mm/r， 取銑削速度=18m/min。則=f×=127.4r/min。 按機(jī)床選取銑刀轉(zhuǎn)速n=160r/min，則實(shí)際切削速度=25.12m/min， 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量F=S×Z×=144mm/min， 銑床工作臺(tái)進(jìn)給量f=150mm/min, 按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,基本工時(shí)t=0.65min。 精鏜φ90H7內(nèi)孔、精鏜φ115、精鏜φ70H7 同樣選取f=20m/min，=0.15mm/Z，則=127.4r/min， 同樣選取=127.4r/min，則f=25.12m/min，F(xiàn)=S×Z×=144mm/min 取=127.4r/min，基本工時(shí)t=0.65min。 銑蝸桿端蓋的底面及四周 銑削余量Z=1.2mm 同樣選取f=20m/min，=0.15mm/Z，則=127.4r/min， 同樣選取=127.4r/min，則f=25.12m/min，F(xiàn)=S×Z×=144mm/min 取=127.4r/min，基本工時(shí)t=0.65min。 3.6.4 銑蝸桿端蓋的小端面,銑削余量Z=1.1mm 同樣選取f=20m/min，=0.15mm/Z，則=127.4r/min， 同樣選取=127.4r/min，則f=25.12m/min，F(xiàn)=S×Z×=144mm/min 取=127.4r/min，基本工時(shí)t=0.65min。 2.11 加工零件圖 加工零件圖如下所示： 圖2-1 被加工零件及需要加工的孔 如2-1所示，被加工零件材料為10#，厚度為10mm，直徑為14mm，在零件端面上鉆四個(gè)孔，孔的直徑為1.4mm和1.6mm，具體尺寸偏差如圖2-1所示。 被加工零件安裝到夾具上應(yīng)對(duì)上端面和下部的內(nèi)孔面進(jìn)行定位，因?yàn)樵阢@端面上的四個(gè)孔時(shí)，可能發(fā)生零件的左右移動(dòng)，所以采用芯軸定位，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是蓋板式鉆床夾具，所以定位芯軸與蓋板為一個(gè)整體；在加工過程中采用加長鉆套進(jìn)行鉆孔，滿足設(shè)計(jì)要求。 2.12 工藝路線的確定 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了工藝路線1。 工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床裝備 量具 1 鑄件清砂、去毛刺、去飛邊、退火。 手工清砂 塞規(guī)，卡尺 2 以孔為基準(zhǔn)，劃粗外形線。 鉗工臺(tái) 塞規(guī)，卡尺 3 以195左側(cè)面為基準(zhǔn)，銑底面，留2mm余量，以底面為基準(zhǔn)，粗銑四周。 5036B 魯南精機(jī) 升降臺(tái)式銑床 塞規(guī)，卡尺 4 330右側(cè)留2mm余量做工藝基準(zhǔn)面，臺(tái)階20到22，其余到尺寸 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 5 劃各孔粗鏜孔線 （注意底面及330左側(cè)面有2mm余量） 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 6 以底面為基準(zhǔn)，校正330左側(cè)工藝基準(zhǔn)面，粗鏜φ90H7內(nèi)孔單邊 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 7 放2 mm，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)90°，鏜φ185H7，φ70H7孔單邊放2 mm 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 8 時(shí)效 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 9 以195左側(cè)面為基準(zhǔn)，精銑底面到尺寸，以底面為基準(zhǔn)精銑330左 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 10 側(cè)面到尺寸，保證兩面垂直度。 車床及相應(yīng)夾具 11 鉆3-M10深20， 鉆床及相應(yīng)夾具 12 鉆6-M10深14的螺紋底孔 鉆床及相應(yīng)夾具 13 鉆4-φ18的通孔 鉆床及相應(yīng)夾具 14 攻3-M10深20， 鉆床及相應(yīng)夾具 15 攻6-M10深14的螺紋底孔 鉆床及相應(yīng)夾具 16 精鏜φ90H7內(nèi)孔 鏜床及相應(yīng)夾具 17 精鏜φ115 鏜床及相應(yīng)夾具 18 鏜φ185H7 鏜床及相應(yīng)夾具 19 精鏜φ70H7 鏜床及相應(yīng)夾具 20 檢驗(yàn) 21 入庫 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了工藝路線2。 工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床裝備 量具 1 鑄件清砂、去毛刺、去飛邊、退火。 手工清砂 塞規(guī)，卡尺 2 以孔為基準(zhǔn)，劃粗外形線。 鉗工臺(tái) 塞規(guī)，卡尺 3 330右側(cè)留2mm余量做工藝基準(zhǔn)面，臺(tái)階20到22，其余到尺寸 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 4 劃各孔粗鏜孔線 （注意底面及330左側(cè)面有2mm余量） 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 5 以底面為基準(zhǔn)，校正330左側(cè)工藝基準(zhǔn)面，粗鏜φ90H7內(nèi)孔單邊 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 6 放2 mm，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)90°，鏜φ185H7，φ70H7孔單邊放2 mm 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 7 時(shí)效 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 8 以195左側(cè)面為基準(zhǔn)，銑底面，留2mm余量，以底面為基準(zhǔn)，粗銑四周。 5036B 魯南精機(jī) 升降臺(tái)式銑床 塞規(guī)，卡尺 9 以195左側(cè)面為基準(zhǔn)，精銑底面到尺寸，以底面為基準(zhǔn)精銑330左 鉆床及相應(yīng)夾具 塞規(guī)，卡尺 10 側(cè)面到尺寸，保證兩面垂直度。 車床及相應(yīng)夾具 11 鉆3-M10深20， 鉆床及相應(yīng)夾具 12 鉆6-M10深14的螺紋底孔 鉆床及相應(yīng)夾具 13 鉆4-φ18的通孔 鉆床及相應(yīng)夾具 14 攻3-M10深20， 鉆床及相應(yīng)夾具 15 攻6-M10深14的螺紋底孔 鉆床及相應(yīng)夾具 16 精鏜φ90H7內(nèi)孔 鏜床及相應(yīng)夾具 17 精鏜φ115 鏜床及相應(yīng)夾具 18 鏜φ185H7 鏜床及相應(yīng)夾具 19 精鏜φ70H7 鏜床及相應(yīng)夾具 20 檢驗(yàn) 21 入庫 2.13 鉆床的選定及時(shí)間計(jì)算 采用車床、鉆床。該設(shè)計(jì)的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。由表可查得，鉆孔加工余量為2mm，精鉸加工余量為2 mm，查表可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精鉸：IT7，鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各公布的公差值分別為，精鉸：0.04 mm；鉆：0.25 mm。 1）鉆孔工步 根據(jù)鉆孔的基本時(shí)間可由公式=L/fn=(++)/fn求得。則該工序的基本時(shí)間如工序表中的時(shí)間. 2）精絞工步 同上，根據(jù)公式=L/fn=(++)/fn求得該工序的基本時(shí)間如工序表中的時(shí)間。 輔助時(shí)間的計(jì)算 輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為=（0.15~0.2），此處取=0.15，則該工序的輔助時(shí)間分別為： 3 夾具設(shè)計(jì)方法及步驟 3.1 夾緊及方案的選擇 方案一： 圖3-1 夾緊機(jī)構(gòu) 1-底座 2-轉(zhuǎn)軸 4-鎖緊套 5-防轉(zhuǎn)螺釘 6-鎖緊螺桿 圖為切向鎖緊機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄3，鎖緊螺桿5使兩個(gè)鎖緊套4相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)軸2鎖緊。 夾緊力和夾緊扭矩的計(jì)算公式如下： 式中 —夾緊力（N）； —夾緊扭矩（N*m）； —作用力（N）； —摩擦系數(shù)（表面光滑f=0.16）； —螺紋或端面凸輪升角（此處） 、計(jì)算實(shí)際夾緊力，代入上式得： 計(jì)算摩擦力 因?yàn)?，所以鉆孔過程中不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，夾緊力合適，夾緊機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。 圖3-2 夾緊機(jī)構(gòu)2 當(dāng)壓板處于放松狀態(tài)時(shí)，可提起夾具手柄桿，使壓桿繞鉸鏈叉架的螺桿旋轉(zhuǎn)，裝載或卸下零件；零件裝載好后，連桿機(jī)構(gòu)形成死點(diǎn)，然后壓桿在工件的反作用力下不會(huì)反轉(zhuǎn)。 因?yàn)?，所以鉆孔過程中不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，夾緊力合適，夾緊機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。 比較兩方案： 在加工零件端面上的四個(gè)孔時(shí)，由于鉆削會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，使零件發(fā)生偏移，影響加工孔的位置精度。為避免這種情況的發(fā)生，提高零件的加工精度，在鉆削過程中，需采用壓緊裝置。 對(duì)夾緊裝置的基本要求： 夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 夾緊力的大小適當(dāng)，一批工件的夾緊力要穩(wěn)定不變。既要保證工件在整個(gè)加工過程中的位置穩(wěn)定不變，振動(dòng)小，又要是工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。夾緊力穩(wěn)定可減小夾緊誤差。 夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大，允許設(shè)計(jì)越復(fù)雜、效率越高的夾緊裝置。 工藝性好，使用性好。其結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： 工件不移動(dòng)原則 夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 工件不振動(dòng)原則 對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。 安全可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。 夾緊機(jī)構(gòu)---傳遞夾緊力，它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。要使動(dòng)力裝置所產(chǎn)生的力或人力正確地作用到工件上，需有適當(dāng)?shù)膫鬟f機(jī)構(gòu)。在工件夾緊過程中起力的傳遞作用的機(jī)構(gòu)，稱為夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊機(jī)構(gòu)在傳遞力的過程中，能根據(jù)需要改變力的大小、方向和作用點(diǎn)。手動(dòng)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)還應(yīng)具有良好的自鎖性能，以保證人力的作用停止后，仍能可靠地夾緊工件。 需要鉆孔零件的材料為10號(hào)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鋼材的平均含碳量為0.1%。 10號(hào)鋼力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 ；屈服強(qiáng)度 ；伸長率 δ≥25%；斷面收縮率 ψ ≥5%；硬度：未熱處理≤156HB。 鉆削切削力的計(jì)算公式如表3-1： 表3-1 鉆削切削力的計(jì)算公式 工件 材料 加工 方法 刀具 材料 切削扭矩 計(jì)算公式 切削力 計(jì)算公式 結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼 =736MPa 鉆 高速鋼 擴(kuò)鉆 耐熱鋼 （HB141） 鉆 灰鑄鐵 （HB190） 硬質(zhì)合金 擴(kuò)鉆 高速鋼 可鍛鑄鐵（HB120） 鉆 硬質(zhì)合金 銅合金 高速鋼 可以看出與連桿的連接情況；運(yùn)用根據(jù)平面四桿機(jī)構(gòu)中雙搖桿機(jī)構(gòu)的機(jī)械原理來設(shè)計(jì)，其基本結(jié)構(gòu)是由連桿、機(jī)架及兩連架桿，壓板夾緊蓋板。 3.2 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1 夾具定位方案與定位元件 工件在夾具中定位的任務(wù)是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置，工件位置的正確與否，用加工要求來衡量，能滿足加工要求的為正確，不能滿足加工要求的為不正確。一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，也不必要求它們完全一致，但各個(gè)工件的位置變動(dòng)量必須控制在加工誤差所允許的范圍之內(nèi)。 該設(shè)計(jì)為了滿足鉆孔的需要，在定位過程中需要保證零件的上下表面與水平面平行，孔的中心線與水平面垂直，保證孔的位置度和的垂直度。由于定位基準(zhǔn)為零件的上平面和的中心線，采用“T”字形定位，即壓板和定位心軸為一體的定位方案，滿足了定位基準(zhǔn)的要求。同時(shí)下面采用圓錐臺(tái)定位，圓錐臺(tái)的錐形面與零件的外圓面線接觸，定位心軸與錐形塊也是線接觸，使零件不會(huì)發(fā)生移動(dòng)或左右偏轉(zhuǎn)的情況，滿足加工要求。 3.2.2 實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮工件重力，運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 式中 —實(shí)際所需夾緊力（N）； —在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）； —安全系數(shù)。 安全系數(shù)K可按下試計(jì)算： 式中，為各種因素的安全系數(shù)，如表3-2。 表3-2 安全系數(shù)的數(shù)值 符號(hào) 考慮的因素 系數(shù)值 考慮工件材料及加工余量均勻性的安全系數(shù) 1.2~1.5 加工性質(zhì) 粗加工 1.2 精加工 1.0 刀具鈍化程度 1.0~1.9 切削特點(diǎn) 連續(xù)切削 1.0 斷續(xù)切削 1.2 夾緊力的穩(wěn)定性 手動(dòng)夾緊 1.3 機(jī)動(dòng)夾緊 1.0 手動(dòng)夾緊的手柄位置 操作方便 1.0 操作不方便 1.2 僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)，工件與支撐面接觸的情況 接觸點(diǎn)穩(wěn)定 1.0 接觸點(diǎn)不穩(wěn)定 1.5 若安全系數(shù)K的計(jì)算結(jié)果小于2.3時(shí)，取K=2.5。 鉆孔時(shí)，計(jì)算相應(yīng)的安全系數(shù)得： 表3-3 安全系數(shù) 加工方法 切削力分力情況 K 鉆削 鑄鐵 鋼 1.15 1.15 粗?jǐn)U（毛坯） 1.0 1.0 1.3 1.3 精擴(kuò) 1.2 1.2 1.2 1.2 粗車或粗鏜 1.0 1.0 1.2 1.4 1.25 1.6 精車或精鏜 1.05 1.0 1.4 1.05 1.3 1.0 圓周銑削 （粗、精） 1.2~1.4 1.6~1.8(含碳量小于0.3%) 1.2~1.4(含碳量大于0.3%) 端面銑削 （粗、精） 1.2~1.4 1.6~1.8(含碳量小于0.3%) 1.2~1.4(含碳量大于0.3%) 磨削 1.15~1.2 拉削 F 1.5 3.2.3 夾具的使用方法 夾具的大體結(jié)構(gòu)（從下到上）：凸臺(tái)和底板為一體，壓桿、夾具手柄桿、連桿行程其他三個(gè)連桿。當(dāng)壓板處于放松狀態(tài)時(shí)，可提起夾具手柄桿3，使壓桿2繞鉸鏈叉架的螺桿旋轉(zhuǎn)，裝載或卸下零件；零件裝載好后，連桿機(jī)構(gòu)形成死點(diǎn)，然后壓桿2在工件的反作用力下不會(huì)反轉(zhuǎn)，使壓板放松，提起裝配把手，卸下零件，至此完成一個(gè)零件的加工。 3.2.4 夾具零件設(shè)計(jì) 1）有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面（與機(jī)床相連接的表面）等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。 有足夠的強(qiáng)度和剛度 加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)筋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。 結(jié)構(gòu)工藝性好 夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。 排屑方便 3.2.5 夾具體毛坯的類型 鑄造夾具體 鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長，需進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵（如HT200），要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼（如ZG270-500），要求重量輕時(shí)鑄鋁（如ZL104）。目前鑄造夾具體應(yīng)用較多。 焊接夾具體 焊接夾具體，它由鋼板、型材焊接而成，這種夾具體制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕（壁厚比鑄造夾具體?。?。但焊接夾具體的熱應(yīng)力較大，易變形，需經(jīng)退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。 鍛造夾具體 鍛造夾具體，它適用于形狀簡單、尺寸不大、要求強(qiáng)度和剛度大的場(chǎng)合。鍛造后也需經(jīng)退火處理。此類夾具體應(yīng)用較少。 型材夾具體 小型夾具體可以直接用板料、棒料、管料等型材加工裝配而成。這類夾具體取材方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕，如各種心軸類夾具的夾具體及鋼套鉆模夾具體。 在該畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用焊接夾具體，采用45號(hào)鍛鋼。 工作條件: 1.承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力<29.40MPa）； 　　 摩擦面間的單位面積壓力>0.49MPa（大于10t在磨損下工作的大型鑄件壓力>1.47MPa）； 3.要求一定的氣密性或耐弱腐蝕性介質(zhì)。 4 夾具誤差的計(jì)算 4.1 角度尺寸公差 規(guī)定了未注出公差的角度尺寸的極限偏差數(shù)值；適用于金屬切削加工的尺寸，也適用于一般的沖壓加工的尺寸，非金屬材料和其他工藝方法加工的尺寸可參照采用。 一般公差分精密、中等、粗糙、最粗共4個(gè)公差等級(jí)，按未注公差的線性尺寸和角度尺寸分別給出了各公差等級(jí)的極限偏差數(shù)值。 表5-1 角度尺寸的極限偏差數(shù)值 公差等級(jí) 長度分段mm ~10 >10~50 >50~120 >120~400 >400 精密f 中等m 粗糙c 最粗v 4.2 定位誤差 一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，由于工件及定位元件存在加工誤差，使各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，加工后加工尺寸不一致，形成定位誤差，用表示。 造成定位誤差的原因有兩個(gè)：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差；二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合是造成定位誤差的原因，因此，定位誤差是基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差的合成。計(jì)算時(shí)，和計(jì)算出和，然后將兩者合成而得。 合成時(shí)，若工序基準(zhǔn)不在定位基面上（工序基準(zhǔn)與定位基面為兩個(gè)獨(dú)立的表面），即與無相關(guān)公共變量，則=+。 若工序基準(zhǔn)在定位基面上，即與有相關(guān)公共變量，則=。 在定位基面尺寸變動(dòng)方向一定（由大到小，由小到大）的條件下，（或定位基準(zhǔn)）與（或工序基準(zhǔn)）的變動(dòng)方向相同，取“+”號(hào)；變動(dòng)方向相反，取“-”號(hào)。 4.3 工件在夾具上加工的精度分析 1. 影響加工精度的因素 如下圖所示，用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度有關(guān)的因素，有定位誤差、對(duì)刀誤差、夾具在機(jī)床上的安裝誤差和夾具誤差。在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確，從而形成總的加工誤差。 4.4 夾具誤差的計(jì)算 1) 定位誤差 機(jī)床夾具的主要功能：在機(jī)床上加工工件時(shí)，先將工件裝好，然后用夾具夾緊工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度，因此，準(zhǔn)確定位就是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，現(xiàn)在需計(jì)算定位誤差。 根據(jù)基準(zhǔn)中心線，第二基準(zhǔn)面鉆孔 定位基準(zhǔn)中心線；限位基準(zhǔn)中心線；工序基準(zhǔn)中心線。 鉆孔 定位基準(zhǔn)中心線；限位基準(zhǔn)中心線。 孔的鉆模板長度為40mm，公差等級(jí)按中等m設(shè)計(jì)，根據(jù)表（角度尺寸的極限偏差數(shù)值）中得，鉆孔的定位誤差為鉆孔時(shí)的角度公差為。 2) 對(duì)刀誤差 因刀具相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會(huì)引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。 圖 鉆模對(duì)刀誤差 鉆模對(duì)刀誤差的計(jì)算如圖所示，刀具與鉆套的最大配合間隙的存在會(huì)引起刀具的偏斜，將導(dǎo)致加工孔的偏移量 式中 B—工件厚度； H—鉆套高度； H—排屑空間的高度。 工件厚度大時(shí)，按計(jì)算對(duì)刀誤差：； 工件薄時(shí)，按計(jì)算對(duì)刀誤差：。 鉆孔時(shí)，工件為薄壁件，所以。 鉆孔 鉆套導(dǎo)向尺寸為，鉆頭尺寸為。 鉆孔 鉆套導(dǎo)向尺寸為，鉆頭尺寸為。 3) 夾具安裝誤差 因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。 夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0. 4) 夾具誤差 因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時(shí)，還存在分度誤差。以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差。 鉆端面4個(gè)孔時(shí)，保證位置精度。按IT3級(jí)，影響尺寸的夾具誤差的定位面到導(dǎo)向孔軸線的尺寸誤差=0.008，及導(dǎo)向孔對(duì)安裝基面B的垂直度=0.004. 鉆孔時(shí)，保證垂直度。按IT4級(jí)，影響尺寸的夾具誤差的定位面到導(dǎo)向孔軸線的尺寸誤差=0.010，及導(dǎo)向孔對(duì)安裝基面B的垂直度=0.005. 5) 加工方法誤差 因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3.計(jì)算時(shí)可設(shè) 鉆孔 鉆孔 。 2. 保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是 即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需留出一定的精度儲(chǔ)備量。因此將上式改寫為 或 當(dāng)時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。 3.鉆孔的加工精度計(jì)算 在圖5-2所示鉆模上鉆機(jī)殼的孔時(shí)，加工精度的計(jì)算列于表中。 用鉆模鉆孔的加工精度計(jì)算 誤差名稱 誤 差計(jì)算 加工要求 位置度 mm 垂直度 mm 0 0.0087 mm 0.011 mm 0.0185 mm 0 0 0.008+0.004 （mm） 0.010+0.005 (mm) 0.0067 mm 0.013 mm 0.0157 mm 0.0267 mm 0.0043 mm 0.0133 mm 由表可知，該鉆模能滿足工件的各項(xiàng)精度要求，且有一定的精度儲(chǔ)備。 5 第6章 零件材料 5.1 標(biāo)準(zhǔn)件 本設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)件，如螺釘、螺母、螺栓等零件，常用于元件間的連接、定位、固定，要求有一定的工藝性能和良好的塑性，在使用過程中可能要承受力的作用，所以需要有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。 根據(jù)對(duì)金屬材料的認(rèn)識(shí)和了解，35號(hào)鋼滿足使用要求。 35號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，有良好的塑性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，工藝性能較好，焊接性能也可以，大多在正火狀態(tài)和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用（正火：指將鋼材或鋼件加熱到鋼的上臨界點(diǎn)溫度以上，30～50℃保持適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝；正火的目的：提高低碳鋼的 力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織缺陷。調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝）。 35號(hào)鋼廣泛用于制造各種鍛件、熱壓件、冷拉和頂鍛鋼材，機(jī)械制造中的零件，如曲軸、轉(zhuǎn)軸、杠桿、連桿、套筒、輪圈、墊圈以及螺釘、螺母等。 35號(hào)鋼的力學(xué)性能如下： 抗拉強(qiáng)度： 屈服強(qiáng)度： 伸長率： 斷面收縮率： 未熱處理硬度： 5.2 定位銷 定位銷如圖所示： 圖6-1a 主視圖 圖 定位銷 夾具體的毛坯類型有：鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體、型材夾具體四種。 本設(shè)計(jì)中對(duì)零件鉆孔，需要夾具體有良好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗震性，所以選用鑄造夾具體，常見的材料為灰鑄鐵，如T10A。. T10A指的是最低抗拉強(qiáng)度為200MPa的灰鑄鐵，是具有較高強(qiáng)度鑄鐵，基體為珠光體，強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性也良好；鑄造性能較好，需要進(jìn)行人工時(shí)效處理（時(shí)效處理：消除零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后，精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時(shí)。對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要）。 灰鑄鐵的工作條件： 1.能承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力<29.40MPa）。 2.摩擦面間的單位面積壓力>0.49MPa（大于10t在磨損下工作的大型鑄件壓力>1.47MPa）。 3.要求一定的耐弱腐蝕性介質(zhì)。　　 灰鑄鐵的運(yùn)用場(chǎng)合：一般運(yùn)用于蓋、油盤、手輪、手把、支架、座板、重錘等形狀簡單、不甚重要的零件。這些鑄件通常不經(jīng)試驗(yàn)即被采用，一般不須加工，或者只須經(jīng)過簡單的機(jī)械加工。 5.3 定位襯套 圖 定位襯套 鉸鏈?zhǔn)怯脕磉B接兩個(gè)物體，并允許兩者之間做轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械裝置。鉸鏈可能由可移動(dòng)的組件構(gòu)成，或者由可折疊的材料構(gòu)成。本設(shè)計(jì)中鉸鏈處除了連接兩個(gè)物體外，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中還要承受一定的力，對(duì)螺桿的位置進(jìn)行一個(gè)定位，所以設(shè)計(jì)成鉸鏈叉架的形式，滿足使用要求。 夾緊裝置有很多類型，比如偏心夾緊機(jī)構(gòu)、斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、彈性夾頭、彈性薄壁夾盤、壓板夾緊機(jī)構(gòu)等等。在鉆孔過程中，振動(dòng)可能會(huì)使偏心夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)松動(dòng)的情況，所以根據(jù)設(shè)計(jì)需要采用壓板夾緊機(jī)構(gòu)，運(yùn)用杠桿的原理進(jìn)行夾緊和放松。直徑為25的孔與梯形絲杠連接，長度表示為Tr25H7，梯形絲杠傳力性能好，有自鎖性，在加工過程中不易打滑。 圖中零件需要有良好的綜合機(jī)械性能和耐磨性，選用T10A，硬度不高，可用調(diào)質(zhì)+表面淬火提高零件表面硬度（淬火：指將鋼件加熱到 Ac3 或 Ac1（鋼的下臨界點(diǎn)溫度）以上某一溫度，保持一 定的時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，獲得馬氏體（或貝氏體）組織的熱處理工藝；淬火的目 的：提高工件的硬度，強(qiáng)度和耐磨性，為后道熱處理作好組 織準(zhǔn)備等）。 在沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達(dá)HRC62）為合格，實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）；調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等；但表面硬度較低，不耐磨，可用調(diào)質(zhì)+表面淬火提高零件表面硬度。；推薦熱處理溫度：正火，淬火，回火 。 5.4 定位銷座 圖 定位銷座 因工件的形狀或被加工孔的位置需要而不能使用標(biāo)準(zhǔn)鉆套時(shí)，需自行設(shè)計(jì)的鉆套稱為特殊鉆套。圖中加長鉆套為常見的特殊鉆套，在加工凹面上的孔時(shí)使用，減少刀具與鉆套的摩擦，導(dǎo)向性能好，提高了零件的加工精度。 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換磨損的鉆套，選用可換鉆套（圖6-5）。鉆套和襯套之間采用F7/m6或F7/k6配合，襯套和鉆模板之間采用H7/n6配合。當(dāng)鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)及退刀時(shí)脫出。 鉆套使用頻率較高，耐磨性要求較高；在鉆孔的過程中，有振動(dòng)，要求材料具有一定的抗性振能，選用T10A。 T10A是一種碳素工具鋼，適于制造切削條件差、耐磨性要求較高，且不受忽然和劇烈振動(dòng)的零件和刀具。力學(xué)性能：退火硬度 ≤197HB，淬火硬度≥62HRC。 T10A典型應(yīng)用舉例： 1）用于制作一般沖模，批量＜10萬件時(shí)，被沖材料為軟態(tài)低碳鋼板，料厚小于1mm。 　　 2）用于制造冷拔、拉伸凹模，在工作中磨損超差后，可先經(jīng)過高溫回火，然后重新常規(guī)淬火，可自行縮孔復(fù)厚。 　　 3）用于制造剪切厚度為11mm中厚鋼板的長剪刃，施行薄殼淬火后，抗疲勞強(qiáng)度高，崩刃傾向低，適用壽命比9CrWMn鋼高7倍。 　　 4）用于沖制軟質(zhì)硅鋼片上的小孔。 　　 5）可用于制造料厚小于3mm的沖裁模的凸模、凹模、鑲塊，做凸模時(shí)硬度時(shí)硬度選用58—62HRC；做凹模時(shí)硬度選用60—64HRC；制造一般彎曲模的凸模、凹模、鑲塊，硬度選用56—60HRC；制作一般拉延模的凸模、凹模、鑲塊，要求做凸模時(shí)硬度選用58—62HRC，做凹模是硬度選用60—64HRC；用于制造鋁件冷擠壓模中的凹模時(shí)硬度選62—64HRC。 6）用于各種中小批量生產(chǎn)的冷沖模，以及需要在薄殼硬化狀態(tài)下適用的整體式冷鐓模、沖剪工具等。 　　 7）用于冷作沖頭（凸模），輕載荷、下尺寸，硬度58—60HRC；用于六角螺母冷鐓模，硬度48—52HRC。 　　 8）采用該鋼可用于制作拉絲模和簡單的沖裁模。 5.5 預(yù)定位銷座 圖 預(yù)定位銷座　 鋼中可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。低碳鋼--含碳量一般小于0.25%；中碳鋼--含碳量一般在0.25～0.60%之間；高碳鋼--含碳量一般大于0.60%。