渦輪箱體的加工工藝及銑削端面、車φ38孔、φ42孔夾具設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含7張CAD圖紙+帶過程工序卡片】-jjsj25

渦輪箱體的加工工藝及銑削端面、車φ38孔、φ42孔夾具設(shè)計

目  錄

摘 要 I

Abstract II

第1章 緒論 1

第2章 零件的分析 2

2.1、零件的作用 2

2.2、零件的工藝分析 2

第3章 確定毛坯材料及加工余量 4

3.1、選用毛胚的材料 4

3.2、加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 4

3.2.1、確定加工余量及毛坯種類 4

3.2.2、5-M6-H7深8的螺孔 4

3.2.3、φ38孔的加工余量， 4

3.2.4、φ42孔的加工余量 5

3.2.5、兩側(cè)φ52的加工余量 5

3.2.6、兩側(cè)φ52面螺孔M6 6

第4章 工藝規(guī)程設(shè)計 7

4.1、定位基準的選擇 7

4.1.1、粗基準的選擇 7

4.1.2、精基準的選擇 7

4.2、制定工藝路線 7

4.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 8

4.4加工工序設(shè)計 8

第5章 銑床夾具設(shè)計 10

5.1 定位基準及定位元件選擇 10

5.1.1 工件定位面選擇 10

5.1.2 夾具定位元件選擇 10

5.1.3 定位元件限制不定度分析 10

5.2 夾緊機構(gòu)及夾緊元件初步選擇 11

5.3 夾具定位元件的設(shè)計 11

5.4 對刀方式 12

5.5 計算切削力和夾緊力 12

5.5.1 計算切削力 12

5.5.2 計算夾緊力 12

5.6 夾具體設(shè)計 13

第6章 車床夾具的設(shè)計 14

6.1定位基準的選擇 14

6.2切削力的計算與夾緊力分析 14

6.3夾緊元件及動力裝置確定 15

圖6-1夾緊元件裝置圖 16

6.4定位銷及夾具體設(shè)計 16

6.5夾具精度分析 16

圖6-1車床夾具裝配圖 17

小 結(jié) 18

致  謝 19

參考文獻 20

摘 要

本設(shè)計是渦輪箱箱體零件機械加工工藝與專用夾具設(shè)計，包括了渦輪箱箱體零件的工藝編制、箱體專用夾具的設(shè)計以及撰寫了設(shè)計說明書。

加工工藝和夾具設(shè)計是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要流程，加工工藝包括機械加工工藝流程、各工序的加工  參數(shù)等內(nèi)容，好的機械加工工藝能夠能夠簡化加工流程提高加工質(zhì)量。夾具設(shè)計是工藝流程的一部分，他是工藝裝備的重要組成部分，是除了機床以外最重要的工藝輔助裝備。

關(guān)鍵詞： 箱體 工藝 夾具

Abstract

This design is the turbine box body parts machining process and special fixture design, including the turbine case the machining process of parts of the body of special fixture design and writing the design specification

Processing technology and fixture design is the important process in the process of modern enterprise production, the processing technology including machining process content such as the processing parameters of each process and good machining process can can simplify machining process to improve quality of fixture design is part of the process, he is an important part of the process equipment, is the most important process in addition to the machine auxiliary equipment

Key words： box  process  fixture

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渦輪箱體車φ38孔、φ42孔夾具體.dwg

渦輪箱體車φ38孔、φ42孔夾具裝配圖.dwg

渦輪箱體車φ38孔、φ42孔非標夾具零件過渡盤.dwg

渦輪箱體銑削端面夾具體.dwg

渦輪箱體銑削端面夾具裝配圖.dwg

渦輪箱體銑削端面非標夾具零件圖對刀塊支架.dwg

渦輪箱零件圖.dwg

蝸輪箱體工藝過程卡.doc

蝸輪箱機械加工工序卡片.doc

畢業(yè)設(shè)計報告 (論文 ) 報告 (論文 )題目： 渦輪箱體 的加工工藝及夾具設(shè)計 作者所在系部： 機電工程學院 作者所在專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 作者所在班級： 作 者 姓 名 ： 田喜超 作 者 學 號 ： 20134011310 指導教師姓名： 趙忠澤 完 成 時 間 ： 2017 年 5 月 北華航天工業(yè)學院教務(wù)處制 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................................................... I ............................................................................................................................................................. 1 章 緒論 ...................................................................................................................................................... 1 第 2 章 零件的分析 .......................................................................................................................................... 2 零件的作用 ....................................................................................................................................... 2 件的工藝分析 ............................................................................................................................... 2 第 3 章 確定毛坯材料及加工余量 .................................................................................................................. 4 選用 毛胚的材料 ............................................................................................................................... 4 工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： ................................................................................... 4 確定加工余量及毛坯種類 .................................................................................................... 4 5 8 的螺孔 ............................................................................................................ 4 38 孔的加工余量， ........................................................................................................... 4 42 孔的加工余量 ............................................................................................................... 5 側(cè)φ 52 的加工余量 ........................................................................................................... 5 側(cè)φ 52 面螺孔 ........................................................................................................... 6 第 4 章 工藝規(guī)程設(shè)計 ...................................................................................................................................... 7 位基準的選擇 ............................................................................................................................... 7 基準的選擇 ........................................................................................................................ 7 基準的選擇 ........................................................................................................................ 7 制定工藝路線 ................................................................................................................................... 7 擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 ....................................................................................................... 8 工工序設(shè)計 ...................................................................................................................................... 8 第 5 章 銑床夾具設(shè)計 .................................................................................................................................... 10 位基準及定位元件選擇 ............................................................................................................... 10 件定位面選擇 .................................................................................................................... 10 具定位元件選擇 ................................................................................................................ 10 位元件限制不定度分析 .................................................................................................... 10 緊機構(gòu)及夾緊元 件初步選擇 ........................................................................................................ 11 具定位元件的設(shè)計 ........................................................................................................................ 11 刀方式 ........................................................................................................................................... 12 算切削力和夾緊力 ....................................................................................................................... 12 算切削力 ............................................................................................................................ 12 算夾緊力 ............................................................................................................................ 12 具體設(shè)計 ....................................................................................................................................... 13 第 6 章 車床 夾具的設(shè)計 ................................................................................................................................ 14 位基準的選擇 ................................................................................................................................ 14 削力的計算與夾緊力分析 ............................................................................................................ 14 緊元件及動力裝置確定 ................................................................................................................ 15 圖 6.................................................................................................................. 16 位銷及夾 具體設(shè)計 ........................................................................................................................ 16 具精度分析 .................................................................................................................................... 16 圖 6 配 圖 .................................................................................................................. 17 小 結(jié) ................................................................................................................................................................ 18 致 謝 .............................................................................................................................................................. 19 參考文獻 .......................................................................................................................................................... 20 I 摘 要 本設(shè)計是 渦輪箱箱體 零件機械加工工藝與專用夾具設(shè)計 ，包括了 渦輪箱箱體 零件 的工藝編制、箱體專用夾具的設(shè)計以及撰寫了設(shè)計說明書。 加工工藝和夾具設(shè)計是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要流程，加工工藝包括機械加工工藝流程、各工序的加工 參數(shù)等內(nèi)容，好的機械加工工藝能夠能夠簡化加工流程提高加工質(zhì)量。夾具設(shè)計 是工藝流程的一部分，他是工藝裝備的重要組成部分，是除了機床以外最重要的工藝輔助裝備。 關(guān)鍵詞 ： 箱體 工藝 夾具 is of of of is in of as of to of is of he is an of is in to ey 1 第 1 章 緒論 機械 加工工藝 規(guī)程 及 專用 夾具 設(shè)計是在學完了機械制造 方向 大部分專業(yè)課，并 且 進行了 一定的 生產(chǎn)實習 ，在此 基礎(chǔ) 之 上進行的一個 綜合性的 教學環(huán)節(jié)。 通過 這次 畢業(yè) 設(shè)計 ，使我們能 夠 綜合運用機械制造 方向?qū)I(yè)課 的 基本 理論 知識 ，結(jié)合 在 生產(chǎn)實習 過程 中 體驗 到的實踐 經(jīng)驗 。獨立地 對零件進行 分析 并且 解決 加工 工藝 中的 問題， 初步 具備了 一定的對 中等復(fù)雜程度零件（蝸輪箱體）的 機加工 工藝規(guī)程和 專用 夾具 進行 設(shè)計的 能力。根據(jù) 《機械制造工藝學》等已學的專業(yè)課程，參考課本夾具設(shè)計的實例，活學活用的制 定 出 夾具 的 設(shè)計方案， 并借此機會進一步鍛煉了運用相 關(guān) 設(shè)計 手冊、圖表等 專業(yè)的學 術(shù)資料 以 及編寫技術(shù)文件等 相應(yīng)的 基本 能力 ，為 以后所 從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 機床夾具 是 機械加工 過程 中的重要 設(shè)備 。機床夾具的設(shè)計 及 使用是 提高生產(chǎn)效率、 促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著 工業(yè) 及中國制造 2025 的不斷展開， 機床夾具的 創(chuàng)新 和 改進 已 成 為 了從事 機械 行業(yè)的 技術(shù)人員 和機械領(lǐng)域?qū)＜覍W者 在技術(shù)革新 過程中的一項 非常 重要 的 任務(wù)。 由于能力 不足 ，經(jīng)驗 欠缺 ，設(shè)計中 存 在的 不足之處， 還 望各位老師 多多指點 。 2 第 2 章 零件的分析 零件的作用 箱體 類 零件 用來支撐和固定軸系零部件，是機器及部件的基礎(chǔ)部分。其 結(jié)構(gòu)設(shè)計形式千奇百怪、多種多樣，但主要特征依然是大同小異，都有著共同的特點比如外形比較復(fù)雜、外壁不均勻且較薄、較多的加工部位、擁有腔形的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、比較難加工。 將部件中的軸 系 零件按 其 相互位置關(guān)系裝配成一個整體 ，保證傳動件正確嚙合 ，按 照規(guī)定的 傳動 比 關(guān)系協(xié)調(diào)其運動 ，使其平穩(wěn)運轉(zhuǎn)， 與此同時，社會現(xiàn)在對產(chǎn)品需求量較高，大批量生產(chǎn)成為主流。 渦輪變速箱在生 產(chǎn)、生活領(lǐng)域運用十分廣泛。 渦輪箱體作為渦輪變速器的載體，他的質(zhì)量好壞直接關(guān)乎渦輪變速器的性能，所以對渦輪箱體的工藝設(shè)計要尤為重視。 件的工藝分析 根據(jù) 蝸輪箱 的 零件圖 可 知，材料 選用 由于渦輪箱體 結(jié)構(gòu)設(shè)計形式千奇百怪、多種多樣，外形比較復(fù)雜、外壁不均勻且較薄、較多的加工部位、擁有腔形的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、比較難加工。因此經(jīng)常采用灰鑄鐵來制造毛坯， 灰鑄鐵 是一種常用的鑄造材料， 能夠 承受較大應(yīng)力 ， 具有較高的強度 、 耐磨性 、 耐熱性 和抗震性 ， 具備很好的鑄造性能。非常適合用于像渦輪箱箱體這樣的零件 。 分析零件圖可知 ， 零件的主要加工 工序 為 加工 端面、兩側(cè)φ 52 端面 、φ 60 端面 和 φ 136 端面，兩側(cè)φ 52 孔 、 中心孔φ 38 和 φ 42 孔， 端面上5，φ 52 端面 4等φ 60 端面上 2。 蝸輪箱 零件的 兩 個 側(cè)面的尺寸精度 為 168， 兩側(cè)孔 φ 52、與中心孔 φ 38、φ42 孔的公差等級 均 為 公差 。中心孔 φ 38、φ 42 的 中心與 兩側(cè)孔 φ 52 孔 的中心線中心高 為 中心孔 φ 38、φ 42孔兩端同軸度 為 兩側(cè)孔 φ 52中心 線 與φ 38、φ 42中心線的垂直度 這些數(shù)據(jù)是進行加 工工藝編程及專用夾具設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 由于 要裝軸承 ，加工 支承孔 時對表面粗糙度 和 加工精度 要求 都會相對 較高 ，故為了不 影響軸承外圈與孔 之間 的配合精度， 并且 使軸的回轉(zhuǎn)精度降低 ，對支撐孔的加工 應(yīng) 采用 較高的尺寸精度 、 表面粗糙度 和 尺寸精度。 此外在 同一軸的各孔之 間都 存在 同軸度 方面的 要求 ，以確保 軸、軸承 之間能夠 正常運轉(zhuǎn) 、 順利裝配 。相鄰 的 孔 之間若存在 蝸輪嚙合關(guān)系的 ，為了提高 蝸輪嚙合 的 精度， 降低 噪音 、減少震動 ， 延長 使用壽命 ，對 平行度 和 孔距尺寸精度 要會有較高的要求。 通過 參考文獻【 1】中 ，對 機床能 所能 達到的位置精度 和對 面 、 孔 進行 加 工 3 的經(jīng)濟精度 要求 可知， 本次設(shè)計的 零件結(jié)構(gòu) 的 工藝性是可行的 ，并且可以達到對上述 條件的 技術(shù)要 求。 圖 2 4 第 3 章 確定毛坯材料及加工余量 選用 毛胚的材料 軸承在運動 過程中由于 偏心載荷 的作用會 產(chǎn)生振動，為 了 保證零 部 件 在 工作時安全 可靠， 毛坯材料選用強度較高并且具有良好的抗震性和穩(wěn)定性，應(yīng)力承受能力強、 價格也 相對 低廉的鑄鐵 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 用鑄件尺寸的公差等級為 對于這種典型的箱體類零件 ，采用鑄造得到毛坯是一種常用的方法， 很好的鑄造性能、塑性和韌性，非常適合用于鑄造渦輪箱體這樣的零件。 工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 確定加工余量及毛坯種類 選灰鑄鐵 為該零件的鑄造材料 ,查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 用鑄件的尺寸公差為 得鑄件尺寸公差為 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 ，加工余量為 ， 5 8 的螺孔 鑄造過 程中對毛坯材料不進行沖孔操作，鑄造得到的毛坯為實心 ?？?的加工經(jīng)濟 精度要求為 參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 得標準公差值 為 m?63 。參 考《機械 制造 工藝 設(shè)計簡明 手冊》表 定工序尺寸及加工余量為 ： 鉆孔： φ 攻絲： 、φ 38 孔的加工余量， 由 工序 卡片加工 要求 可知 ， 對 φ 38 孔 的加工分為 粗 車 、精 車 兩個工序 。 參照《機械制造工藝設(shè)計 簡明 手冊》表 可得這兩個 工序 加工 余量 如下： 粗 車 ：其 加工 余量值為 精 車 ：其 加工 余量值為 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為 φ 考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 定 鑄件尺寸公差等級 選用 5 得鑄件尺寸公差為 毛坯名義尺寸為 φ 毛坯最大尺寸為 φ 毛坯最小尺寸為 φ 粗 車 工序尺寸為 φ 36； 精 車工序 后尺寸 為 φ 38 0~+ 42 孔的加工余量 由 工序 卡片加工 要求 可知 ， 以 粗 車 、精 車 兩個工序 分別對 該 φ 42 孔 進行加工 完成 。 參照《機械制造工藝設(shè)計 簡明 手冊》表 可得這兩個 工序 加工 余量 如下 粗 車 ：其 加工 余量值為 精 車 ：其 加工 余量值為 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為 φ 參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 定 鑄件尺寸公差等級 選用得鑄件尺寸公差為 毛坯名義尺寸為 φ 毛坯最大尺寸為 φ 毛坯最小尺 寸為 φ 粗 車 工序尺寸為 φ 40 精 車工序 后尺寸 為 φ 42 0~+ 側(cè)φ 52 的加工余量 由 工序 卡片加工 要求 可知 ，該 φ 52 孔 以 粗鏜、精鏜兩個工序 進行加工 完成 。參照《機械制造工藝設(shè)計 簡明 手冊》表 可得這兩個 工序 加工 余量 如下 粗鏜：其 加工 余量值為 精鏜：其 加工 余量值為 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： φ 參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 定 鑄件尺寸公差等級 選用得鑄件尺寸公差為 毛坯名義尺寸為 φ 毛坯最大尺寸為 φ 毛坯最小尺寸為 φ 粗鏜工序尺寸為 φ 6 精鏜 工序 后尺寸 為 φ 52 0~+、兩側(cè)φ 52 面螺孔 于對鑄造的毛坯不進行沖孔操作，毛坯材料又為實心 。孔 的加工經(jīng)濟 精度要求為 參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 準公差值 為 m?63 。參 考 《機械 制造 工藝 設(shè)計簡明 手冊》表 定工序尺寸及加工余量為 ： 鉆孔： φ 絲： 3 7 第 4 章 工藝規(guī)程設(shè)計 位基準的選擇 基準的選擇 粗基準的選擇：對毛坯材料進行機械加工時，由于毛坯未加工時表面粗糙，定位基準誤差較大，為保證加工精度和加工面與不加工面之間的相互位置要求，通常選擇不加工表面作為粗基準。而 該箱體的孔和箱壁在 鑄 造時用的是 同一型芯 ，因此可以根據(jù) 孔與箱壁 之 間 的相對位置 關(guān)系，保證加工表面的加工余量合理分配，盡量 選則該箱體的 主要支承孔 作為粗基準選擇的 主要基準。 基準的選擇 精基準的選擇：對工件進行切削加工時要盡量保證所選的定位基準與圖紙上標注的基準重合，即圖紙上的尺寸就是加工時的定位尺寸，避免了應(yīng)為加工基準和圖紙基準的不統(tǒng)一所產(chǎn)生的誤差?；鶞式y(tǒng)一是要求在精加工時，精加工的基準盡量選取同一個定位基準，選用同一個定位基準可提高工件的加工精度，避免多次更換基準以免產(chǎn)生誤差。分析該 箱體零件圖可知， 該工件底面面積較大且與各個加工工藝孔平行， 適于作 為 精基準使用 。 但值得注意的是，若只使用一個平面來進行定位的話，則只能 限制工件 3 個自由度 。所以采用典型的一面兩孔定位方法，以此來 滿足加工過程中基準統(tǒng)一定位的要求。 制定工藝路線 機械加工工藝路線的確定 是本課題確定 設(shè)計方案最重要的 一步， 其次 便是機床專用 夾具的設(shè)計。制訂工藝路線的 目的是 保證工件的尺寸 精度 、形位公差、 位置精度 、 粗糙度能夠達到圖紙要求。在 夾具 設(shè)計 方面 通過 采用通用機床 以及 專用的 夾具 設(shè)備 ， 為了 最大化的提高加工效率，可以通過使用最短的加工工序和最方便加工的方式進行加工。 通過 分析 編寫渦輪箱箱體的機械加工工藝路線 方案如下： 工序號 工 序 內(nèi) 容 鑄造 時效 10 銑 銑 20 銑 粗銑φ 60端面、φ 136端面 30 銑 半精銑φ 60端面、φ 136 端面，保證尺寸 153、 14到位 40 鉆 鉆 43工藝孔 8 50 車 粗 車 孔φ 42和φ 38 60 車 精 車 孔φ 32和φ 38，保證尺寸 22、 62、 30 70 鏜 粗 鏜 兩側(cè)孔φ 52 80 鏜 精 鏜 兩側(cè)孔φ 52，保證達到孔位 和 168 到位 90 鉆 鉆兩側(cè)φ 52端面上 8深 8 100 鉆 鉆φ 60端面上 210 鉆 鉆 120 去毛刺 130 檢驗 140 入庫 擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由于 該零件屬于 大批量生產(chǎn) ，故 以通用機床 來作為主要的加工設(shè)備 ， 再 以 一定的 專用機床 作為輔助 。以通用機床加專用夾具 作為主要的生產(chǎn)方式 ， 用 專用機床 作為輔助的生產(chǎn)流水 線。 由 人工 來 完成工件的裝卸 和 傳送 。 進行銑削加工時 ， 由于對加工 對 象的大小端面進行加工 。考慮到 便于該 工件的定位 和 夾緊 以 及夾具結(jié)構(gòu) 的 設(shè)計 方案 等問題，采用 立式 銑 床 ， （參考文獻 [1]表 選擇 直徑 為 00考文獻 [1]專用夾具和游標卡尺。 工件的孔系的車削加工采 用 參照 （參考文獻 [1]表 擇 合適 的 過渡盤、車 刀、游標卡尺 、 專用夾具。 采 用搖臂鉆床 表面 的 孔系 進行鉆削加工 （參考文獻 [1]選用錐柄麻花鉆，塞規(guī) 、 游標卡尺 、 快換夾頭 、 專用夾具。 使 用搖臂鉆 床 對螺紋孔進行攻絲 ， 其他輔助設(shè)備選 用機用絲錐、螺紋塞規(guī) 、絲錐夾頭 和 專用夾具。 工工序設(shè)計 鉆 孔 以灰鑄鐵 為工件的材料，選用 為加工機床。 孔 的 直徑為面粗糙度 為 加工工序為鉆 。 刀具 選擇 為：鉆孔 —— Φ 5攻絲 定進給量 f 根據(jù) 參考文獻 [7]表 28查出 0 . 2 5 ~ 0 . 3 1 /f m m r?表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5?， ，故 9 ( 0 . 2 5 ~ 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 ~ 0 . 3 1 /f m m r? ? ?表 。查 式鉆床說明書，取0 /f m m r? 。 根據(jù) 參考文獻 [7]表 28考率 鉆頭 所能承受的 強度 ，選 進給量' 1 /f m m r? 。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力 m a x 15690（由機床說明書查出），根據(jù) 參考文獻 [7]表 28得到 進給量 " 1 f m m r? 。 由于所 選進給量 f 遠小于 'f 及 "f ，故所選 f 可用。 確定切削速度 v 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M??表 ， 1 mP 由于 上表給定的加工條件與 實際 的 加工條件 之間存在一定的差異 ， 所以 對 以得出的 結(jié)論進行 適度的 修正。 由 參考文獻 [7]表 28， ，故 ' 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m? ? ? ?表 ''01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i m m???? ? ??表查 床說明 書，取 195 / m 。實際切削速度為 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m ? ??? ? ? 由參考文獻 [7]表 281 M ，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N? ? ? 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m? ? ? ? ? 校驗機床功率 切削功率'/)m M n n k? 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W? ? ? ? 機床有效功率 ' 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P?? ? ? ? ? 故選擇的鉆削用量可用。即 0 12d 0 /f m m r? ， 195 / m ， 7 / m 相應(yīng)地 4732， 5 1 T N m??， 10 第 5 章 銑床夾具設(shè)計 由渦輪箱體零件圖可知，對端面應(yīng)該進行銑削加工。根據(jù)工序的要求，本次銑削加工采用立式銑床。如圖 4式銑床是一種常見的機械加工裝備，立式銑床的主軸是垂直布置的，決定了他的加工方向是工作臺水平移動。在夾具設(shè)計時，要考慮到機床工作臺的進給方向和進給行程。 圖 5式銑床 位基準及定位元件選擇 件定位面選擇 工件的定位面是工件上直接和接觸的部分，選擇定位面時應(yīng)該遵循以下原則：選擇大而平整的平面或內(nèi)圓外圓進行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的 裝夾、定位面所對應(yīng)的裝夾位置應(yīng)該結(jié)構(gòu)牢固，在裝夾時保證不得有變形現(xiàn)象。根據(jù)上述原則選擇渦輪殼體底面作為定位面。 具定位元件選擇 根據(jù)夾具設(shè)計手冊可知機床的定位元件有很多種，如定位板、定位銷、支承釘、定位軸、 V 型塊等。該夾具中，由于定位面都是大而平整的表面，故應(yīng)選用支撐板進行定位。 位元件限制不定度分析 任何物體在空間中都有 3 個移動自由度和 3 個旋轉(zhuǎn)自由度，要想確定物體的 11 位置必須將這 6 個自由度進行限制。對于渦輪課題銑頂面夾具，在底面用兩塊支撐板限制三個自由度，兩塊支撐板的作用 相當于一個大平面，限制了 2 個旋轉(zhuǎn)自由度和 1 個移動自由度就足夠了。 緊機構(gòu)及夾緊元件初步選擇 如圖 4示，采用移動壓板作為夾緊機構(gòu)。移動壓板機構(gòu)選用的都是標準件，包括移動壓板、螺母、雙頭螺柱、彈簧、調(diào)節(jié)支撐。移動壓板是一種結(jié)構(gòu)簡單，容易獲得的夾緊機構(gòu)，使用移動壓板時，先裝入工件，然后把移動壓板的頭部移動至需要夾緊的部位，再用扳手擰緊夾緊工件。 圖 5動壓板夾緊 具定位元件的設(shè)計 在夾具底面的縱向槽中裝配兩個定向鍵，并且距離盡量布置的要遠一些。經(jīng)過定向鍵以及銑床的工作臺 U 形槽的 配合，使本次設(shè)計的夾具上的定位元件的工作表面相對于工作臺的送進的方向具有合理的位置關(guān)系。定向鍵可以承受銑削加工時所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的力矩，可以降低夾緊夾具的螺栓的負荷度，提高夾具在加工當中的穩(wěn)定性。定位鍵的具體結(jié)構(gòu)如圖 4 圖 5位鍵 12 刀方式 銑床夾具和銑床之間相互位置的確定依靠夾具底面定位鍵與機床工作臺 是當把夾具安裝到銑床上后，銑刀位置和工件位置還不確定，這時就需要對刀塊來確定這一位置。對刀塊可分為直角對刀塊和圓形對刀塊，直角對刀塊能夠確定銑刀兩個方向上的位置，圓形 對刀塊只能限制銑刀一個方向上的位置。對于渦輪機箱體的加工，使用用圓形對刀塊塊進行對刀。使用對刀塊時，用手動方式把操作工作臺，把對刀塊逐漸逼近銑刀，在銑刀和對刀塊之間塞入塞尺，當塞尺剛好能在銑刀和對刀塊縫隙間移動時，此時刀具和夾具的位置便被確定下來，通過減去塞尺的厚度可得到二者之間精確的位置。 算切削力和夾緊力 算切削力 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 30公式，查加工灰鑄鐵時端面銑刀的切削力計算公式為 : ? 公式中各參數(shù)含義如下： 各種銑刀加工不同材料的切削參數(shù)，對于端面銑刀加工灰鑄鐵取490?高速鋼銑刀切削力的修正系數(shù)，對于灰鑄鐵取 1.0 銑削時各分力與圓周力的比值，對于對稱端銑取 : 91 8 ??? da 2 9 8 ??????? ? 算夾緊力 根據(jù)《機械加工工藝手冊》孟少農(nóng)表 ]co tt 21/[)(212211????????W：作用在工件上的夾緊力 旋夾緊力 M：螺旋上的原始作用力 M=13 紋中徑 Q：手柄上的的作用力 L：手柄長度 撐到螺栓中心線距離 栓中心線到夾緊中心距離 q:彈簧彈力（此處忽略不計） ? ：機構(gòu)效率，取 入數(shù)計算單塊壓板的夾緊力為 681N，則四塊壓板的夾緊力為 2724N，大約工件最大切削力。 具體設(shè)計 夾具體作為夾具上最大和最 復(fù)雜的基礎(chǔ)零件，是整個夾具設(shè)計過程中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是整個夾具結(jié)構(gòu)的骨架。該夾具是銑床夾具，還需要選擇安裝定位原件和對刀塊。故為了滿足有足夠的強度和剛度、安放穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)緊湊和工藝性好，并且重量盡可能輕巧，便于操作，使用安全，所以選擇夾具體為鑄造體。 根據(jù)上述原則設(shè)計如圖 5具體并繪制零件圖。 圖 5 14 第 6 章 車床 夾具的設(shè)計 由 給定零件 的零件圖可知 ， 對該零件的孔系進行加工時， 定位 的 要求比較高 ，需要 保證 基準孔和平面 的 垂直度。因此，保證垂直度 是本步的重點，在此前提之下我們也 應(yīng)考慮 如何提高 加工效率 。 經(jīng)過 對工件進行結(jié)構(gòu)形狀的分析，將工件的底 面放置在鏜模的底板上，工件的定位和夾緊都會比較可靠，也比較容易進行操作，將工件夾緊之后就可以滿足加工要求。 選用 車 φ 38孔、φ 42孔 ，用 定位夾具固定 工件 。 位基準的選擇 由零件圖可知， 對工藝孔的加工， 有尺寸精度 的 要求 和 表面粗糙度 的 要求 ，并 且 與頂面 之間還有 垂直 度的要求 。 故 為了 保證在 加 過程 中各重要支承孔 之間 的加工余量 合理分配，并且保證 所 加工 孔與頂面 之間的 垂直 度要求 。根據(jù) 精基準的選用原則，對 工藝孔的加工 進行 定位基準 選擇 時，應(yīng)選擇銑 削加工過后的 兩側(cè)表面 來基準定位 。 在 夾具下底面 設(shè)計一個 固定支撐限制 加上三個壓板來限制 3 個自由度。 將 側(cè)表面作為主要定位基面 并用兩個定位銷定位，用 以限制工件的 另外 3個自由度。 因為 提高 生產(chǎn) 效率 是零件加工的一個重要前提 ， 對孔的加工依然 采用 傳統(tǒng)的鉆、擴、鉸三個步驟進行，夾緊方式為手動。 削力的計算與夾緊力分析 在本道工序的加工過程中，車 削 加工的切削 力 要 遠遠大于其他切削力 ，而此道工序中主要進行的是孔的鏜削加工 。因此 對 切削力 的計算 應(yīng)以 車 削力為準。由參考文獻 [9]得： 車 削力 車 削力矩 式中： 25D ? ? ? ? 2321872553125531 m i nm a xm a x ??????? ?? ? 0 . 8 0 . 62 6 2 5 0 . 1 5 2 3 2 3 7 5 5 . 2? ? ? ? 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 2 5 0 . 1 5 2 3 2 2 6 1 7 4T N m m? ? ? ? ? ? 在 加工工藝孔時， 采 用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機構(gòu) 將工件件底面與夾具底板進行連接 夾 緊， 此夾緊 機構(gòu)主要靠 壓板與 壓緊螺釘 進行 夾緊。根據(jù)參考文獻[11]可查得夾 緊力計算公式： 15 0 ''12()r tg r ? ?? ?? 式中： 0W— 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（ N）； Q — 原始作用力（ N）； L — 作用力臂（ 'r — 螺桿與工件的 當量 摩擦半徑（ 1?— 螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； 螺紋中徑之半（ ? — 螺紋升角（°）； '2?— 螺旋副的當量摩擦角（°）。 由 公式可得， 根據(jù)參考文獻 [11]表 1 查得點接觸的普通 單個 螺旋夾緊力計算公式 ： 0 ''3 5 5 0 18954 ( 3 1 0 9 5 0 )??? 緊元件及動力裝置確定 根據(jù) 蝸輪箱 箱體零件本身的 的生產(chǎn) 特性 ， 可 采用手動夾緊 方式 的夾具 。手動夾緊結(jié)構(gòu)的夾具 結(jié)構(gòu)簡單，在 平時的 生產(chǎn) 過程 中 比較常見，應(yīng)用也較為廣泛 。 因此 采用手動夾緊 裝置來作為本次加工的 夾緊動力裝置。用手動 夾緊方式進行夾緊 ， 不僅使夾緊更為可靠 可靠， 而且 機構(gòu) 也 可不必自鎖。 選用 A 型移動壓板 來作為夾緊元件 。夾緊元件裝置圖 6下： 16 圖 6 位銷及夾具體設(shè)計 采 用對角定位銷 將 鏜孔夾具 的兩個 側(cè)面 孔 Φ 13 與工件 進行 定位，采用 鏜孔 夾具的底板對角處 進行 固定。采用階梯式定位銷 在鏜孔夾具上進行定位 。用 孔固定 鏜孔 夾具板 在對角處進行 固定。 具精度分析 使用夾具夾緊工件，并在機床上進行切削 加工時，機床、夾具、工件、刀具等 相當于一個整體，它們之間組 成 了 一個 相對 封閉的加工系統(tǒng) ，牽一發(fā)而動全身。正是 它們之間 存在的 聯(lián)系， 才能使 工件和刀具 之間形成 正確位置關(guān)系。因此 在設(shè)計夾具的過程當中 ， 確 定 設(shè)計方案之 后，應(yīng)對 夾具的結(jié)構(gòu)方案 進行 精確的誤 差計算和 精度分析。 銑側(cè)平面， 它們的精度由定位夾具的底板的定位精度保證。因為 2 2 2 2 2 21 2 3 4 52 2 0 . 0 3 9 0 . 0 7 8 0 . 1wd m m m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?所以能滿足加工要求。 夾具圖如下： 17 圖 6 配 圖 18 小 結(jié) 在指導老師的指導幫助下順利完成了渦輪箱加工工藝及專用夾具設(shè)計。本次設(shè)計分為加工工藝設(shè)計和專用夾具設(shè)計兩大部分。在機械加工工藝設(shè)計部分，通過對零件圖樣的分析，合理的編制出一套完整的機械加工工藝過程。并查閱相關(guān)參考資料來確定工件的各種所需數(shù)據(jù)，并根據(jù)圖樣技術(shù) 要求確定所需參數(shù)。并由此來制作工藝卡片。工序卡和工藝卡是指導機械加工的重要文件，通過兩個卡片的編寫，讓我清晰明了了機械加工的過程，更深刻地理解了加工工藝的內(nèi)涵。 論文的另一部分是專用夾具設(shè)計。機床夾具是機械加工中必不可少的工藝裝備，一套好的夾具，不但能夠保證零件的加工質(zhì)量，還能減少裝夾時間，減輕工人的勞動強度。本次設(shè)計設(shè)計了兩套夾具，一套是銑床夾具，一套是鏜床夾具。通過本次 設(shè)計 過 ， 我相當于重新溫習一遍之 前所修 的專業(yè) 課程， 如機械加工工藝學，金屬切削刀具，金屬切削機床等基礎(chǔ)課程，并深刻的體會到了專業(yè)課程的重要性 。在 此設(shè)計中 不僅使我的專業(yè)知識得到 鞏固和擴展， 同時 也 鍛煉了自己系統(tǒng)解決問題 的能力， 使我更有信心的走向工作崗位 。 19 致 謝 時光荏苒，白駒過隙，大學生涯馬上就要結(jié)束了， 忙碌的畢業(yè)季也即將過去。畢業(yè)設(shè)計也按照規(guī)定時間完成并交到畢業(yè)設(shè)計導師那里。鑒于之前課程設(shè)計的經(jīng)驗，我從一開始接到課題，就開始著手準備。通過學校的圖書館和網(wǎng)上查閱了大量資料，翻閱各種設(shè)計手冊，理清了自己的設(shè)計思路和畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)。了解到此次畢業(yè)設(shè)計綜合性很強，涉及到了大學幾年里所學的很多知識，從最基礎(chǔ)的機械制圖，到機械 制造工藝學，再到機床手冊、夾具手冊、刀具手冊、量具手冊的查詢等各方面的專業(yè)知識。 在 本 設(shè)計過程中，我曾經(jīng)遇到 許 多不明白的 問題 ， 趙 老師 總是 會 不辭辛苦的給我們悉心講解，并 指導我去查找相關(guān)的資料書籍 ，幫助我們分析設(shè)計過程中的優(yōu)缺點，指點我們選擇更適合的設(shè)計方案。 在此，我特別感謝我的指導老師趙忠澤老師，感謝您這段時間對我的輔導和幫助。 畢業(yè)設(shè)計可以說是我們對大學期間所學知識的作最后一次系統(tǒng)性的總結(jié)和檢驗。想到大學期間學習的各學科知識，都是各克任課教師一節(jié)節(jié)耐心教導給我們的。在這里我想對所有任課教師說一句：謝謝老師， 你們辛苦了！是你們帶我走進機械世界的大門，給我們指引了前進的方向，讓我們永遠記得：自信人生二百年，回蕩積水三千里。 還要感謝大學期間陪伴我的同學們，大家都在異鄉(xiāng)求學，一起上課、一起生活，正是同學之間的互相幫助，讓我們在這陌生的城市才有了家的感覺，感謝你們的陪伴。更要感謝母校北華航天工業(yè)學院對我們的培養(yǎng)和教育，祝明天會更好！ 20 參考文獻 [1]李洪 北京：北京出版社， 1990 [2]張進生 學工業(yè)出版社， 2003 [3]王紹俊 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1981 [4]艾興 ,肖詩綱 第三版 ,北京 :機械工業(yè)出版社， 2004 [5]劉守勇 北京：機械公業(yè)出版社， 1994 [6]徐鴻本 沈陽：遼寧科技出版社， 2004 [7] 孫麗媛 北京：冶金工業(yè)出版， 2002 [8] 李忠海