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機(jī)械05-6 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 姓名：孫埴 產(chǎn)品名稱 零件名稱 閥蓋 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) 45鋼 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) Ⅰ 粗銑左右兩水平端面。 X62臥式銑床 銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 Ⅱ 鉆、粗鉸Φ35的孔。 組合鉆床床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 Ⅲ 锪鉆鍃平Φ35內(nèi)表面。 組合鉆床 平面锪鉆、游標(biāo)卡尺、專用夾具 Ⅳ 鉆Φ20的孔。 組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 Ⅴ 粗車φ41外圓面。 CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) Ⅵ 粗車、半精車φ50外圓右端面。 CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) Ⅶ 粗車、半精車φ50外圓 CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) Ⅷ 粗車φ53外圓右端面。 CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) Ⅸ 粗車φ53外圓。 CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) Ⅹ 粗車φ53外圓左端面。 CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) Ⅺ 粗車M36外螺紋。 CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) Ⅻ 車倒角。 CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) XIII 鉆、粗鉸、精鉸φ28.5的孔 組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 XIV 锪鉆鍃平φ28.5孔右端面。 組合鉆床 锪鉆、游標(biāo)卡尺、專用夾具 XV 鉆4-φ14孔。 組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 XVI 清洗。 清洗機(jī) XVII 終檢。 塞規(guī)、百分表、卡尺等 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目：設(shè)計(jì)閥蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及4-Φ14H8工藝裝備 班　　級(jí)：機(jī)械05-6班 姓　　名： 孫 埴 指導(dǎo)教師： 張 興 元 完成日期： 2008.7.2 一、設(shè)計(jì)題目　　 設(shè)計(jì)閥蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及4-Φ14H8工藝裝備 二、原始材料 設(shè)計(jì)的要求包括如下幾個(gè)部分： 1．繪制零件圖。 1張 2. 繪制零件毛坯圖。 1張 3．編制零件的機(jī)械加工工藝卡片。 1套 4．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 5．編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（約5000——8000字）。 1份 說(shuō)明書(shū)主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)） （1）．目錄 （2）．摘要（中外文對(duì)照的，各占一頁(yè)） （3）．零件工藝性分析 （4）．機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （5）．指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) （6）．方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論 （7）．體會(huì)與展望 （8）．參考文獻(xiàn) 列出參考文獻(xiàn)(包括書(shū)、期刊、報(bào)告等，10條以上) 三、上交材料 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1張 4.零件的機(jī)械加工工藝卡片 1張 5.夾具裝配圖 6.夾具零件圖 1張 7.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份 五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 設(shè)計(jì)“閥蓋”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制出調(diào)速杠桿零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖，填寫(xiě)工藝卡片，編制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 通過(guò)該課程設(shè)計(jì)，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合， 鍛煉了自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，在這個(gè)過(guò)程中我獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造的工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)可以提高生產(chǎn)的效率，提高公司利潤(rùn)?？梢愿_的加工零件，也方便了操作者。 Abstract Design: Design "valve cover" of mechanical parts and order processing technology and equipment, and spare parts to map out plans speed lever, rough maps, fixture assembly plans to fill in the card technology, the preparation of curriculum design specification. Design significance: the adoption of the curriculum design, the theory and practice of production, tempered their own analysis of issues, problem-solving skills, I am in the process of analyzing and solving independent parts Machinery Manufacturing Technology, a machine tool design Fixture for the typical process equipment, and improve the structure of design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of a adaptability training, thus laying a good foundation. 目 錄 序言……………………………………………………………1 1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定…………………… 2 1.1零件的工藝分析…………………………………………2 2.零件的生產(chǎn)類型 ………………………………………… 2 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 ………………2 1.選擇毛坯 ………………………………………………… 2 2.確定機(jī)械加工余量 ……………………………………… 3 3.確定毛坯尺寸 …………………………………………… 3 4.設(shè)計(jì)毛坯 ………………………………………………… 3 三、選擇加工方法，制定工藝路線………………………… 3 1.定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………3 2.零件表面加工方法的選擇…………………………………4 3.制定工藝路線………………………………………………4 四、工序設(shè)計(jì)……………………………………………………5 1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備…………………………………5 2.確定工序尺寸（工序Ⅸ）…………………………………5 五、確定切削用量及基本時(shí)間（工序Ⅸ）……………………6 1.切削用量的計(jì)算……………………………………………6 2.基本時(shí)間tm的計(jì)算…………………………………………6 六、夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………7 1.定位方案……………………………………………………7 2.夾緊機(jī)構(gòu)……………………………………………………7 3.導(dǎo)向裝置……………………………………………………7 4.夾具與機(jī)床連接元件………………………………………8 5.夾具體………………………………………………………8 七、設(shè)計(jì)體會(huì)……………………………………………………8 參考文獻(xiàn)………………………………………………………9 序言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)機(jī)車和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.零件的工藝分析 通過(guò)對(duì)該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。以下是閥蓋需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 1.左右端面粗糙度為25，孔φ35，粗糙度為12.5，此孔為加工其他孔的基準(zhǔn)。孔φ35內(nèi)表面，粗糙度為12.5，孔φ20，粗糙度為25。 2.φ41外圓面，粗糙度為25；φ50外圓，粗糙度為12.5，；φ50外圓右端面，粗糙度為12.5；φ53外圓右端面，粗糙度為25；φ53外圓，粗糙度為25；φ53外圓左端面，粗糙度為25 3.孔φ14H8，粗糙度為12.5； 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工的孔，上述各孔的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 2.零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：屬中批量生產(chǎn)。 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 1.選擇毛坯 該零件材料為鑄鋼，零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學(xué)性能，保證零件工作可靠，故采用模鍛成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過(guò)確定加工余量后再?zèng)Q定。 2.確定機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查2-28表得。 鍛件孔的精鉸：0.05mm.粗鉸：0.95mm.鉆：0.94mm. 3.確定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 4.設(shè)計(jì)毛坯 （1）確定圓角半徑 查表得： 外圓角半徑 r=2.5mm 內(nèi)圓角半徑 R=8mm （2）確定模鍛斜度 查表得： 模鍛斜度為：5°～10°。 三、選擇加工方法，制定工藝路線 1.定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)?，F(xiàn)以零件的側(cè)面為主要的定位粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體的Φ12H7孔為精基準(zhǔn)。 2.零件表面加工方法的選擇 （1）左右端面 為未注公差尺寸，表面粗糙度為Ra25，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，需進(jìn)行粗銑 （2）Φ35孔 公差等級(jí)為IT11，表面粗糙度為Ra12.5，需進(jìn)行鉆和粗鉸。 （3）Φ35內(nèi)表面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，表面粗糙度為Ra12.5，用平面锪鉆。 （4）Φ20孔 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，表面粗糙度為Ra25，需進(jìn)行鉆。 （5）φ41外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，表面粗糙度為Ra25，粗車即可。 （6）φ50外圓右端面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為12.5，對(duì)φ35H11孔的垂直度為0.05，采用粗車 半精車 （7）φ50外圓， 公差等級(jí)為IT11，粗糙度為12.5，采用粗車 半精車。 （8）φ53外圓右端面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為25，粗車即可。 （9）φ53外圓 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為25，粗車即可。 （10）φ53外圓左端面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為25，粗車即可。 （11）M36外螺紋 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，采用粗車。 （12）φ28.5孔 公差等級(jí)為IT8，粗糙度為12.5，采用鉆，鉸。 （13）φ28.5孔右端面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為12.5，用平面锪鉆 （14）倒角 粗糙度為25，粗車即可。 （15）4-φ14孔 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，表面粗糙度為Ra12.5，需進(jìn)行鉆 3.制定工藝路線 工序Ⅰ：粗銑左右兩水平端面。 工序Ⅱ：鉆、粗鉸Φ35的孔。 工序Ⅲ：锪鉆鍃平Φ35內(nèi)表面。 工序Ⅳ：鉆Φ20的孔。 工序Ⅴ：粗車φ41外圓面。 工序Ⅵ：粗車、半精車φ50外圓右端面。 工序Ⅶ：粗車、半精車φ50外圓。 工序Ⅷ：粗車φ53外圓右端面 工序Ⅸ：粗車φ53外圓。 工序Ⅹ：粗車φ53外圓左端面。 工序Ⅺ：粗車M36外螺紋 工序Ⅻ：車倒角。。 工序XIII：鉆、粗鉸、精鉸φ28.5的孔。 工序XIV：锪鉆鍃平φ28.5孔右端面 工序XV：鉆4-φ14孔。 工序XVI：清洗。工序XVII:終檢。 四、工序設(shè)計(jì) 1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備 2.確定工序尺寸 由表可查得，Φ14mm的孔粗鉸余量Z粗鉸=0.95mm；鉆孔余量Z鉆=13.0mm。查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級(jí)為，粗鉸：IT10鉆：IT12；根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，粗鉸：0.070mm;鉆：0.180mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，粗鉸：Φ13.95+0.0700 mm鉆孔：Φ13.0+0.1800mm. 工序號(hào) 設(shè)備 工 藝 裝 備 工序Ⅰ X62臥式銑床 銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 工序Ⅱ 組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 工序Ⅲ 組合鉆床 锪鉆、游標(biāo)卡尺、專用夾具 工序Ⅳ 組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 工序Ⅴ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) 工序Ⅵ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) 工序Ⅶ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) 工序Ⅷ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) 工序Ⅸ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) 工序Ⅹ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) 工序Ⅺ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) 工序Ⅻ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤(pán) 工序XIII 組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 工序XIV 組合鉆床 锪鉆、游標(biāo)卡尺、專用夾具 工序XV 組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 工序XVI 清洗機(jī) 工序XVII 塞規(guī)、百分表、卡尺等 五、確定切削用量及基本時(shí)間 1.切削用量的計(jì)算 （1）鉆孔工步 ①被吃刀量的確定 取ap=13.0mm。 ②進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r。 ③切削速度的計(jì)算 由表5-22，按工件材料為45鋼的條件選取，切削速度v可取為22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=538.95r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=545r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=nΠd/1000=22.2m/min. (2)粗鉸工步 ①被吃刀量的確定 取ap=0.95mm。 ②進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.45mm/r。 ③切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=150.85 r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=195 r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際切削速度v=nΠd/1000=8.5m/min. 2.基本時(shí)間tm的計(jì)算 （1）鉆孔工步 根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=12mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（13mm/2）×cot54°+1mm=5.7mm;f= 0.3mm/r;n= 545r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間tj=(12mm+1mm+5.7mm)/(0.3mm/r×545r/min)=0.114min=6.86s。 （2） 粗鉸工步 根據(jù)表5-41，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時(shí)間。l1、l2由表5-42按kr=15°、ap=(D-d)/2=(13.95mm-13mm)/2=0.475mm的條件查得l1=2.8mm；l2=3mm；而l=12mm；f=0.45mm/r; n=195r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序基本時(shí)間tj=（12mm+2.8mm+3mm）/（0.45mm/r×195r/min）=0.203min=12.2s。 六、夾具設(shè)計(jì) 1.定位方案 工件以一端面和Φ20孔為定位基準(zhǔn)，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制3個(gè)自由度、短圓柱銷限制2個(gè)自由度，共限制了五個(gè)自由度。由于加工的孔是與20共軸線的，所以繞Z軸的旋轉(zhuǎn)不需要限制。 2.夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用彈簧壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)擰螺母實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動(dòng)。由于夾緊力與鉆孔時(shí)產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計(jì)算。 3.導(dǎo)向裝置 采用可換鉆套作為導(dǎo)向裝置，選用JB/T 8045.3-1999。鉆套高度H=20mm，排削間隙h=5mm. 4.夾具與機(jī)床連接元件 在夾具體上設(shè)計(jì)座耳，用T形螺栓固定。 5.夾具體 見(jiàn)夾具體零件圖。 七、設(shè)計(jì)體會(huì) 在這次設(shè)計(jì)中，我明確設(shè)計(jì)目的.綜合應(yīng)用了所學(xué)專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)了自主動(dòng)手能力.將理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái).在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我遇到了很多的困難,出現(xiàn)過(guò)很多的錯(cuò)誤,但是這并不影響我學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性,我懂的設(shè)計(jì)人員的艱辛,也對(duì)他們的付出表示敬意.經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我有了更充分的自信.我相信一切困難都會(huì)有解決的辦法.同時(shí)通過(guò)這次設(shè)計(jì)為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1]哈爾濱工業(yè)大學(xué) .《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》.上海科學(xué)技術(shù)出版社 .1990。 [2]顧崇衡 .《機(jī)械制造工藝學(xué)》.陜西科學(xué)出版社.1995。 [3]鄒青 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 . 機(jī)械工業(yè)出版社，200.8。 [4]崇凱 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》.化學(xué)工業(yè)出版社 .2006.12。 [5]周開(kāi)勤 .《機(jī)械零件手冊(cè)》.高等教育出版社 .1994。 [6]大連組合機(jī)床研究所 .《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社 .1978。 [7]李云..《機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社 .1997.8。 [8]孟少農(nóng)..《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1991.9。 [9]李慶壽.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1984。 [10]于駿一 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000。 [11]薛源順..《機(jī)床卡具設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000。 [12]趙家奇 .《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)—2版》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000.10。 [13]陶崇德.葛鴻翰 .《機(jī)床夾具設(shè)計(jì).第二版》.上海：上?？萍技夹g(shù)出版社 .1989。 第1章 閥蓋鏜?28.5夾具設(shè)計(jì) 1.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明 車床夾具主要用于加工閥蓋鏜?28.5夾具。采用的是普通臥式車床CA6140上進(jìn)行加工，因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)，花盤(pán)，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤(pán)式、角鐵式和花盤(pán)式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤(pán)上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤(pán)式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤(pán)，上面開(kāi)有若干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對(duì)稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 1.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過(guò)程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過(guò)程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機(jī)床主軸的連接 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對(duì)于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過(guò)渡盤(pán)與車床主軸軸頸連接。過(guò)渡盤(pán)與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖1-b所示的過(guò)渡盤(pán)，其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開(kāi)，可用壓板將過(guò)渡盤(pán)壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過(guò)渡盤(pán)的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對(duì)于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過(guò)渡盤(pán)在其長(zhǎng)錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過(guò)渡盤(pán)連接的方式。過(guò)渡盤(pán)推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過(guò)渡盤(pán)常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過(guò)渡盤(pán)凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過(guò)渡盤(pán)的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè) 1.3 定位機(jī)構(gòu) 由零件圖分析加工閥蓋鏜?28.5夾具的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個(gè)自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下： 選擇定位元件為：定位心軸。定位心軸端面限制了X,Y,Z方向的移動(dòng)自由度，定位心軸直徑35外圓處限制X,Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度?？梢?jiàn)，定位方案選擇合理。 1.4夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下： 1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來(lái)源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見(jiàn)夾具裝配圖和零件圖。 5.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀直徑12mm鏜刀,伸出桿60mm ① 切削力：查《現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》P104表，得車削切削力計(jì)算公式： 圓周分力Fc = 902 Kp 徑向分力Fp = 2383Kp 軸向分力Ff =3326Kp 其中——背吃刀量 2.3mm f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.16mm Vc—切削速度m/min 60 Kp—修正系數(shù)1.08 所以切削時(shí)的各切削力 Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N 精車切削力：——背吃刀量0.5mm f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.13mm Vc—切削速度m/min 38 Kp—修正系數(shù) 1.08 所以切削時(shí)的各切削力 Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(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： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下： 圖4.1 移動(dòng)壓板受力簡(jiǎn)圖 由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式 即： 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 1.5零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于端面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對(duì)安裝基面的平行度誤差是0.01. 1 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： （3）安裝誤差 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長(zhǎng)度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲(chǔ)備： 故此方案可行。 1.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)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)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(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。 （2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 （3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 （5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖。 1.6 零件的車床專用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 （1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過(guò)夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。 機(jī)械加工工序卡片 工 序 名 稱 鏜 工序 號(hào) XIV 零件數(shù)量 1 零件號(hào) 零件名稱 閥蓋 材 料 毛 坯 牌號(hào) 硬度 形 式 重 量 45鋼 鑄 件 設(shè) 備 夾 具 工序工時(shí)(min) 名稱 型號(hào) 專用 夾 具 準(zhǔn)終 單件 組合鉆床 工步 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 走刀次數(shù) 切削深度mm 進(jìn)給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速 度m/s 工步工時(shí)min 1 鏜28。 鏜刀、游標(biāo)卡尺 1 13 0.3 545 0.37 0.11 2 鏜Φ28.5mm。 鏜刀、內(nèi)徑千分尺 1 0.95 0.45 195 0.14 0.21 設(shè)計(jì)者： 指導(dǎo)老師 共1頁(yè) 第1頁(yè)