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1、一、設計題Fl：輪轂零件的機械加工工藝規(guī)程及其鏈孔專用機床夾具設計。II 二、零件分析：H 1、零件的作用：II三、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀： ill 四、工藝規(guī)程的設計in 1、 定位基準的選擇： ill 2、零件外表加工方法的選擇： IV 3、制定工藝路線：IV 5、確定切削用量及基本工時(機動時間)VII五、夾具設計VIII 1、問題的提出:VIII 夾具設計的有關(guān)計算：VIII ⑴、定位基準的選擇： VIII ⑵、切削力及夾緊力計算：IX (3)定位誤差分析X結(jié)束語X 主要參考資料XI (3)定位誤差分析 由于槽的軸向尺寸的設計基準與定位基準重

2、合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑 向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤 差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度?？诠ぜ且詢?nèi)孔在心軸上定位，A端 面靠在定位塊匕該定位心軸的尺寸及公差一現(xiàn)規(guī)定為與零件內(nèi)孔有公差相同，就是必 220. 24mmo因為夾緊與原定位到達了重合，能較好地保證了車端面D所得到的尺、『和孔中心 線的尺寸和公差要求。 3、夾具結(jié)構(gòu)設計及操作簡要說明： 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動率。為此，在螺母夾緊時采用開口墊圈， 以便裝卸，夾具體底面上的?對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置，以 利「銃削

3、加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比擬緊湊。 結(jié)束語 機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際 的綜合運用，使我對專業(yè)知“、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打卜.基 礎。機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低本錢的重要手段，是企 業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)平安、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)， 也是企業(yè)上品利I上質(zhì)最、上水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。然而夾具又 是制造系統(tǒng)的重要組成局部，不管是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。 因此，好的夾具設計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工

4、精度，降低生產(chǎn)本錢等，還 可以獷大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低本錢。當今激烈 的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。 在設計中，需要對.零件加工工藝方案和夾具進行設計，在確定加工工藝方案時，可能會 出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求到達的精度。在進行夾具設計時，可 能因定位基準選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇 夾緊機構(gòu)時由于機構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可.能因夾緊力作用點 或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。所以在設計過程中應制訂多套方案，以供比擬選 擇最優(yōu)，

5、同時還要多請教指導老師和同學，并多查閱相關(guān)的書籍來盡可能好的完成設計。 在機械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗工序等，使川著大量的夾具。 利用夾具，可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改 善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。夾具設計的基礎理論 一個好的機床夾具，首先要保證能加工出合格的產(chǎn)品。為此，所設計的夾具首先應滿足以下 兩項要求：第一，在未受外力作用時，加工件對刀具和機床應保持正確的位置，即加工件應 有正確的定位。第二，在加工過程中，作用于加工件.上的各種外力，不應當破壞加工件原有 的正確定位，即對加工件應有正確的夾緊

6、。 主要參考資料［1］孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設計指導，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。 ［2］東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊，上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1979。 ［3］劉守勇等，機械制造工藝與機床夾具.北京:機械工業(yè)出版社，1994.7［4］王啟平，機床夾具設計機］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，大44. ［5］林文煥.陳本通,機床夾具設計［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1947. ［6］徐發(fā)仁，機床夾具設計N］.重慶:重慶大學出版社，1996.7［7］王昆等,機械設計課程設計［M］.武漢:高等教育出版社，1995 ［4］邱宣懷,機械設計［M］.第四版.北京:高等教育

7、出版社，1997［9］柯明揚，機械制造工藝學械］.北京:北京航天航空大學出版社，1995 ［10］孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷，北京：機械工業(yè)出版社，1991。 ［11］《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊，上海：上?？?學技術(shù)出版社，1979。 XI 工藝規(guī)程及機床夾具設計過程 一、設計題目：輪轂零件的機械加工工藝規(guī)程及其鏈孔專用 機床夾具設計。 二、零件分析： 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型： 該零件是輪轂，按照指導老師的要求，設計此零件為中批量生產(chǎn)。 1、零件的作用： 輪轂是機器中的主要支撐及連接件，可以承受輪胎的重力和整個車身的重力。輪轂的直

8、徑對行駛的影響和突出，因為車輪的直徑是固定的，輪轂直徑越大輪胎的胎壁就越扁平，在 加速、剎車、轉(zhuǎn)彎時輪胎的變形系數(shù)越小，行駛時就越穩(wěn)定，萬一爆胎時輪子的直徑變化不 是很大危害會有所降低。 2、零件的工藝分析 1、輪毅共有三組加工外表，它們之間有一定的位置要求，如下圖： （1）車上端面B、下端面C、外圓外表D及外圓外表E（2）鎮(zhèn)。55.5mm內(nèi)圓柱孔 （3）以。55.5mm內(nèi)圓柱孔為中心在F端面上鉆4個。14mm的孔并在C端面上鉆4個對應的。14mm的孔。 2、位置要求：（1） 014mm孑L4其端面同釉度公差為。0.4mm（2） M5螺紋孔與。55.5mm圓柱孔的中心線同軸度公差

9、為。0.3mm 三、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀： 零件材料為球墨鑄鐵，考慮到零件需加工外表少，精度要求不高，有強肋，且工作條 件差，既有交變載荷，乂屬于持續(xù)工作，應選用金屬型鍛件，以滿足不加工外表的粗糙度要 求及生產(chǎn)綱量要求。 零件形狀簡單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，不可鍛出。 四、工藝規(guī)程的設計1、定位基準的選擇： 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，定位基準選擇得正確與 合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否那么，加工工藝過程中會問 題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 （1）、粗基準的選擇： 該零

10、件屬于一般軸類零件，以外圓為粗基準就已經(jīng)合理了（夾持長四點定 位），為保證B面與孔軸線垂直，以便于保證以該兩面為定位精基準時其它外表 的尺寸精度加工要求，可以把B面與孔放在?個工序中加工，因而該工序總共要 消除X, Y, Z, X, Y五個自由度（建立空間坐標系為：以孔軸線方向為Z軸，垂 直孔軸線,平行槽、花鍵、肋板對稱線并同從槽140+0. 012指向40+0. 03的方向III 為X軸,同時垂直于X軸、Z軸的方向為Y軸,取坐標原點為孔軸線與A面的交 點為原點），用三爪卡盤卡夾持外圓柱面。消除X, Y, X, Y四個自由度，再用?個浮動支承頂住端面，消除Z自由度，到達定位要求。 ⑵、精基

11、準的選擇： 主要考慮基準重合問題,保證同軸度。 2、零件外表加工方法的選擇： 本零件的加工面有端面、內(nèi)孔、外圓外表、均布小孔等，材料為球墨鑄鐵，參考《機 械制造工藝設計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表1.4-7.表1.4-4及表L4T7其 加工方法選擇如下： ⑴、端面B、C及外圓外表D、E： 根據(jù)GB1400-79規(guī)定毛坯的公差等級為IT13,外表粗糙度為Ral4um,要到達零件的技 術(shù)要求，公差等級為IT9,外表粗糙度為Ra3.2um,需要經(jīng)過車。 ⑵、055.5圓柱內(nèi)孔: 公差等級為1T12,外表粗糙度為Ra6. 3um,毛坯已經(jīng)沖出孔，故采用鎮(zhèn) （3）、端面.上的小孔

12、： 零件技術(shù)要求外表粗糙度到達Ral4,鉆即可滿足要求3、制定工藝路線： 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度） 和外表質(zhì)品等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批最生產(chǎn)的條件下，可. 以考慮采用通用機床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率除此以外，還應當考慮 經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量下降。 工藝路線方案： 工序一：車外小端面，臺階，大外圓保證尺寸46、114、和直徑137、190. IV 工序二：粗像左端孔保證直徑60 工序三：粗車外大端面，臺階保證尺寸63.5、110和直徑138 工序四：粗鑲右端孔，保證直徑68

13、工序五：精鐐左端孔，保證。54 H9 (+0.074/ 0),保證同軸度0.04,圓跳動0.04 工序六：精鐐右端孔，保證。62 k7 (+0.009/-0021),保證同軸度0.04,圓跳動0.04 工序七：鉆孔保證直徑14孔深17 工序八：鉆孔保證直徑14孔深14 工序九：鉆孔保證直徑16孔深17 工序十：攻絲，深度14 工序十一：鉆孔保證直徑15深度12,倒角 工序十二：車平面保證平面平整 工序十三：鉆孔保證直徑15,攻絲 工序十四：終檢4、確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，設計、繪制 毛坯圖 ⑴、確定毛坯余量(機械加工總余量)，毛坯尺寸及其公差、設計、繪制毛坯圖

14、： 鑄鐵模鑄造的機械加工余量按GB/T11351-49確定。確定時根據(jù)零件重量來初步估算零 件毛坯鑄件的重量，加工外表的加工精度，形狀復雜系數(shù)，由《工藝手冊》表2.2-3,表 2. 2-4,表2. 2-5查得，除孔以外各內(nèi)外外表的加工總余量(毛坯余量)，孔的加工總余量 由表2. 3-9查得，表2. 3-9中的余量值為雙邊余量。 本零件輪轂材料為球墨鑄鐵，毛坯重量估算約為20kg,生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用 金屬型鍛造毛坯。 ①、B、C端面毛坯余量： 加工外表形狀簡單，由鍛件重量為20kg ,加工精度R14 ,保證長度尺寸為200nlm , 查《工藝手冊》表2, 2-4得單邊加工余量為5

15、. 5mm ,另查表1.4-24得長度尺寸公差范闈為 ±0. 27,即長度方向毛坯尺寸為205. 5±0. 27mm。 ②、外圓外表D、E毛坯余量：由毛坯重20kg ,加工精度為3. 2,加工外表形狀簡單, 從孔的中心線到端面的長度尺寸為27mm,查《工藝手冊》表2. 2-4得單邊余量為Z=5. 5, 另查表1.4-24得長度方向尺寸公差為±0. 195,即長度方向毛坯尺寸為32. 5±0. 195mm。 ③、孔中141nm均為實心，未鑄造出來。 （2）、確定工序余量，工序尺寸及其公差： 確定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工外表的最后工序（或工步）往前推算, 最后工序（或工步）的

16、工序（或工步）尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。 前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出零件各加工外表的加工總余量（即毛坯余量），將加工總 余量分配給各工序（或工步）加工余量，然后由后往前計算工序（或工步）尺寸。 表1各加工外表的工藝路線、工序（或工步）、工序（或工步）尺寸及其公差、外表粗糙度（未注單位：mm） 加工外表 工序 （或 工步） 名稱 工序（或 工步）余 量 工序 （或 工步） 基本 尺寸 工序（或工 步）經(jīng)濟精度 工序（或工 步）尺寸及 其偏差 外表粗 糙度 （UD1） 工序 基本 尺寸 公差 等級 公差 值 B面 半精 車 Z=0. 5mm 14

17、1 IT9 0. 074 Ra3.2 141 粗車 Z=5 141.5 IT11 0. 22 Ra6. 3 141.5 毛坯 Z=5.5 146.5 IT13 0. 54 Ral4 146.5 C面 半精 車 Z=0. 5 141 ITU 0. 24 Ra6. 3 141 粗車 Z=5 141.5 IT12 0. 37 Ral4 141.5 VI 毛坯 Z=5. 5 146.5 IT13 0. 54 Ral4 146.5 B端倒角 2x45° 0.21

18、C端倒角 2x45° 0. 39 外圓外表 D 半精 車 2Z=1 0221 IT9 0. 044 Ra3. 2 0221 粗車 2Z=10 ①222 IT11 0.15 Ra6. 3 ①222 毛坯 2Z=11 ①232 IT12 0. 39 Ral4 0232 外圓外表 E 半精 車 2Z=1 0310 IT9 0. 044 Ra3. 2 ①310 粗車 2Z=10 0312 IT11 0.15 Ra6. 3 ①312 毛坯 2Z=11 ①322 IT12

19、 0. 39 Ral4 ①322 鐐 ① 55. 5 圓柱孔 粗鋒 2Z=6 ①55. 5 IT9 0. 043 Ra6. 3 ①55. 5 毛壞 2Z=7 ①146 IT12 0.14 Ral4 0146 鎮(zhèn)①68 圓柱孔 粗鎮(zhèn) 2Z=6 0200 IT4 0. 023 Ra6. 3 0200 毛坯 2Z=7 ①55. 5 IT11 0. 24 Ral4 ①55. 5 5、確定切削用量及基本工時（機動時間） 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。 （1）切削

20、用量指：背吃刀量:p（即切削深度熊）、進給量f及切削速度Vc o ⑵確定方法是：確定切削深度——＞確定進給量——＞確定切削速度 ⑶具體要求是： ①由工序或工步余量確定切削深度： 精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；VII 在中等功率機床上一次走刀a。可達4?10mm。 ②按本工序或工步加工外表粗糙度確定進給量： 對粗加_L工序或工步按加工外表粗糙度初選進給量后還要校驗機床進給機構(gòu)強度 ③可用查表法或計算法得出切削速度Vc作，用公式換算出查表或計算法所得的轉(zhuǎn)速n, 代，根據(jù)Vc件在選擇機床實有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機作為實際的轉(zhuǎn)速，再 用 換算出實際的切削速度Vc機

21、填入工藝文件中。對粗加工，選取實際切削速度Vc機、實際 進給量f機和背吃刀量-之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填 入工藝文件中。 五、夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動本錢，需要設計專用夾具。 按指導老師的布置，設計第V道工序一鐐655. 5圓柱內(nèi)孔，鎮(zhèn)5X45°錐孔及饃中 220的孔。本夾具將用于CA6140,刀具為YG6硬質(zhì)合金鐐刀，對工件內(nèi)孔進行加工。 1、問題的提出： 本夾具主要用于第五道工序鐐①55. 5圓柱內(nèi)孔，鐐4X45°錐孔及鎮(zhèn)中63. 5的孔，由于該 孔精度要求高，所以，在本道工序加工時;應該考慮其精度要求，同時也要考慮如何

22、提高勞 動生產(chǎn)率。 夾具設計的有關(guān)計算： ⑴、定位基準的選擇： 由零件圖可知，055.5圓柱內(nèi)孔中心線有平行度要求，與B端面有垂直度要求。 為了使定位誤差為零，應該選擇以端面為定位基準的夾具。但這種定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過 于復雜，因此這里只選用以外圓外表主要定位基面。 VIII ⑵、切削力及夾緊力計算： 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀(見《切削手冊》表3. 24) 其中：Ci =54. 5, aP=4. 5, Xi=O. 9, fz=0. 14, Yi-=O. 74, ae=24, U卜 =1.0, do=100, qi-= 1.0, n=255, W尸0, Z=10 :.F=54.

23、 5 X 4. 5°* X 0. 140 " X 24 X 10/ (1 ()0 X 255°) ^166. 1 (N) 水平分力:Fh=1. IF ^142. 7 (N) 垂直分力:R=0.3FU9.4(N) 在計算切削力時，必須平安系數(shù)考慮在內(nèi)。 平安系數(shù):K=K1K2K3K.lO 其中:K.=l. 5 K2=l. 1K3=l. 1 KfI. 1Z.F^KFiF (1.5X 1. 1X 1. 1X1. 1) X142. 7=364.4 (N) 實際加緊力為 Fm= KF,./ (U1*U2) =364. 4/0. 5=729. 6 (N) 其中UI和U2為夾具定位面及加緊面上

24、的磨擦系數(shù)，U1=U2=0. 025 螺母選用M16X1. 5細牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+6°55) +0. 66(D3- d3)/ (D2- d2) 其中：M=1900()N.M[)2=14.4mm a=2029' D=23mm d=16mm解得：忙10405 (N) 此時螺母的加緊力W已大于所需的729. 6的加緊力F加，故本夾具可.平安T作。 心軸取材料為Q235 查表得Q235的許用彎曲應力為：154Mpa 彎曲應力:M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99. 4X32X0. 024/[3. 14X(0. 022)2] =2. 67? 許用彎曲應 力 154MpaIX