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機(jī)械制造工藝及夾具 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題目：設(shè)計(jì) 油閥座 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 及相關(guān)工序的專用機(jī)床夾具。 設(shè)計(jì)要求：熟練使用計(jì)算機(jī)輔助(軟件自選)，獨(dú)立完成 （1） 毛坯圖、零件－毛坯合圖各一張(3或4號(hào)圖CAD出圖，手工圖為2號(hào))2 （2） 關(guān)鍵工序機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一張(4號(hào)圖，CAPP出圖)1 （3） 指定工序夾具裝配圖一張(2或3號(hào)圖，CAD出圖可拼接)1 （4） 夾具部分零件圖1～2張(圖幅自定)1 （5） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(一份，>10頁(yè)，正文小4號(hào)字，含插圖) （6） 夾具3D裝配效果圖一張(3或4號(hào)圖，可渲染)1 以上均需輸出，以書(shū)面交設(shè)計(jì)資料，保留軟盤(pán)待查。 原始資料：該零件圖樣一張；年產(chǎn)量為6000件。 二、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) (一)設(shè)計(jì)的目的 本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)．其目的在于： 1.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與技術(shù)測(cè)量等)的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 2.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。 3.培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用CAD、CAPP設(shè)計(jì)以及查詢手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。 4.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。 (二)設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)要求編制一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，按教師指定的任務(wù)設(shè)計(jì)其中一道工序的專用夾具，并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下，按本指導(dǎo)書(shū)的規(guī)定，認(rèn)真地、有計(jì)劃地按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所作的技術(shù)決定，數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，以期使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的。 具體內(nèi)容如下： (1)確定生產(chǎn)類型(一般為中批或大批生產(chǎn))，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。 (2)選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖(零件－毛坯合圖)； (3)運(yùn)用CAPP軟件擬訂零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備(刀具，夾具，量具，輔具)，確定各工序切削用量及工序尺寸。 (4)填寫(xiě)指定工序的工序卡片，并設(shè)計(jì)該工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖1～2張 (5)撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 (6)運(yùn)用CAD軟件繪制專用夾具的3D裝配圖，并制夾具效果圖。 目錄 摘要 6 第1章、零件的分析 7 1.2零件的工藝分析 7 1.2.1以￠22㎜為中心的加工表面 7 1.2.2以￠16H10為中心的加工表面 7 1.3確定毛坯 8 1.3.1 毛坯材料 8 1.3.2 鑄件尺寸公差 8 1.3.3 鑄件機(jī)械加工余量 8 1.4基面的選擇 9 1.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 10 1.4.2精基準(zhǔn)的選擇 10 1.5制定工藝路線 10 1.5.1表面加工方法的確定 10 1.5.2加工階段的劃分 11 1.5.3工序的集中與分散 11 1.5.4工序的順序安排 12 1.5.5工藝路線方案一 12 1.5.6工藝路線方案二 12 1.5.7工藝路線的比較與分析 13 1.6機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 14 1.6.1外圓表面（￠63㎜） 14 1.6.2外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量（￠63㎜端面、￠32㎜端面） 14 1.6.3孔￠16㎜ 14 1.6.4外圓端面（￠24㎜） 14 1.6.5銑缺口（￠16㎜） 14 1.7確定切削用量和基本工時(shí) 14 第2章、粗鉆油閥座φ10.5孔工序的夾具設(shè)計(jì) 27 2.1問(wèn)題提出 27 2.2定位基準(zhǔn)和定位方案的選擇 27 2.3切削力和卡緊力計(jì)算 28 2.4定位誤差分析 28 2.5對(duì)刀裝置 29 2.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 29 2.7 繪制夾具總體圖 29 2.8設(shè)計(jì)心得體會(huì) 30 第3章、油閥座鉆Φ3Φ5孔專用夾具設(shè)計(jì) 33 3.1 確定設(shè)計(jì)方案 33 3.2 計(jì)算切削用量,決定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量F 33 3.3 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度 34 3.4 基本時(shí)間 34 3.5 定位誤差的分析 34 3.6 操作說(shuō)明 34 3.7 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 35 第4章、油閥座圓周上φ2mm孔工序的夾具設(shè)計(jì) 37 4.1 問(wèn)題提出 37 4.2 基準(zhǔn)的選擇比較 37 4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 37 4.4 定位誤差的分析 38 4.5 夾緊元件強(qiáng)度校核 38 4.6 夾具操作設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 39 4.7 夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析 39 4.8 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 40 第5章、油閥座銑135缺口專用夾具設(shè)計(jì) 42 5.1 確定設(shè)計(jì)方案 42 5.2 計(jì)算切削用量 42 5.3 決定每齒進(jìn)給量Fz 42 5.4 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度 42 5.5 決定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Fmz 42 5.6 效驗(yàn)機(jī)床功率 43 5.7 基本時(shí)間 44 5.8 切削力及夾緊力計(jì)算 44 5.9 定位誤差的計(jì)算 45 5.10 操作說(shuō)明 46 5.11 夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析 46 5.12設(shè)計(jì)心得體會(huì) 47 第6章 參考文獻(xiàn) 49 附錄： 附表一：油閥座加工工序總流程工藝卡 附表二：各工序加工工藝卡 附圖一：毛坯圖及零件毛坯合圖 附圖二：各工序夾具效果圖 附圖三：各工序夾具裝配及零件圖 摘要 制造業(yè)中尤其是機(jī)械制造業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中按照特定工藝，不論其生產(chǎn)規(guī)模如何，都需要種類繁多的工藝裝備，而制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本無(wú)不與工藝裝備有關(guān)。隨著不規(guī)則形狀零件在現(xiàn)代制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，如何保證這類零件的加工精度就顯得尤為重要。 本次課程設(shè)計(jì)通過(guò)分析注油器油閥座零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工要求，制定了一套較合理的夾具設(shè)計(jì)，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝裝備，具有一定的實(shí)用價(jià)值。對(duì)于夾具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，最重要的就是定位、夾緊方案的確定。通過(guò)對(duì)各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡(jiǎn)潔的裝置。同時(shí)，通過(guò)對(duì)一系列定位誤差和夾緊力的計(jì)算，驗(yàn)證了該零件的加工是可以保證其要求的精度的，它的加工誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。通過(guò)夾緊力的計(jì)算，也驗(yàn)證了零件在被夾緊的前提下，它受到的夾緊力也并不大，滿足夾具設(shè)計(jì)所要求的既要保證一定的夾緊力不使工件在加工過(guò)程中發(fā)生位移，但同時(shí)又不能過(guò)大致使工件發(fā)生變形。 關(guān)鍵詞：工藝裝備、夾具設(shè)計(jì)、定位、夾緊 第1章、零件的分析 1.1零件的作用 目所給定的零件是鑿巖機(jī)注油器上的油閥座，左端通過(guò)Rc3/4與主機(jī)相連，一管套穿過(guò)油壺殼體與￠24.5㎜孔焊接，高壓氣體從左端進(jìn)入閥座，在負(fù)壓作用下，油壺內(nèi)油從￠2㎜孔流至￠22㎜孔與高壓氣體混合后成霧狀從套管噴出?！?6H10孔裝入油量調(diào)節(jié)裝置，缺口標(biāo)志油量調(diào)節(jié)范圍。 1.2零件的工藝分析 油閥座共有兩組加工表面。現(xiàn)分述如下： 1.2.1以￠22㎜為中心的加工表面 這一組加工表面包括：￠63㎜的外圓，￠24.5㎜的內(nèi)孔，￠22㎜的內(nèi)孔以及Rc3/4錐孔，60錐角，145倒角，2個(gè)￠2㎜的通孔，￠5㎜，￠3㎜垂直于￠5㎜，￠2㎜的平面及左端垂直平面。 圖1.1 以￠22㎜為中心的加工表面 1.2.2以￠16H10為中心的加工表面 這一組加工表面包括：￠16H10的孔，￠10.5㎜的孔以及135缺口，￠16.8㎜內(nèi)槽以及45倒角。 由以上分析可知，Rc3/4連接用￠63㎜定位。￠24.5㎜焊管套形位公差靠機(jī)床自身來(lái)保證，且粗精加工盡可能一次加工完成。 圖2.2 以￠16H10為中心的加工表面 1.3確定毛坯 1.3.1 毛坯材料 根據(jù)零件材料ZG45確定毛坯為鑄件，為了保證孔22的加工質(zhì)量和便于加工，將整個(gè)工件鑄成整體毛坯，分型面通過(guò)22孔中心線，而且垂直16孔的中心線，鑄件進(jìn)行人工時(shí)效后，送機(jī)加工車間加工，以免工件切開(kāi)后發(fā)生較大的變形。 1.3.2 鑄件尺寸公差 由于是中批量生產(chǎn)，毛坯制造選方法采用砂型機(jī)器型，由工藝人員手冊(cè)查得，鑄件尺寸公差等級(jí)為CT10，選取鑄件錯(cuò)箱值為1.0 mm。 1.3.3 鑄件機(jī)械加工余量 對(duì)于批量生產(chǎn)的鑄件加工余量由工藝人員手冊(cè)查得選取MA為G級(jí)，各表面的總余量見(jiàn)下表1，由工藝人員手冊(cè)查得鑄件主要尺寸見(jiàn)表2。 表1 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù)值 說(shuō)明 上表面 39.6 G 2+0.4 單側(cè)加工 Φ63 63 H 5+1 軸降1級(jí)雙側(cè)加工 端面 55 G 3.5+0.5 雙側(cè)加工 表2 主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 16與右端面尺寸 22 2 24 一般公差-c 63 軸 63 4 67 一般公差-c 22與上表面尺寸 39.6 2.4 42 一般公差-c 左端面與右端面尺寸 55 4 59 一般公差-c 零件毛坯合圖 1.4基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 1.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其它表面欠缺。對(duì)一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的，本零件選用不加工表面Φ32外圓柱面作為粗基準(zhǔn)。采用Φ32外圓柱面作為粗基準(zhǔn)加工內(nèi)孔可以保證空的壁厚均勻，而且便于裝夾。 1.4.2精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。閥座的右端面和Φ24.5孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實(shí)現(xiàn)閥座零件“一面兩孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，B面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單、可靠，操作方便。加工￠10.5㎜孔時(shí)，以右端端面及￠24.5㎜內(nèi)孔為基準(zhǔn)。加工內(nèi)孔時(shí)應(yīng)以￠63㎜端面為基準(zhǔn)。由于形位公差由機(jī)床自身來(lái)保證，粗精加工盡可能一次完成。 1.5制定工藝路線 制定工藝路線出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 1.5.1表面加工方法的確定 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度。確定各表面的加工方法如下： 加工表面 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度 加工方案 備注 右端面 IT13 12.5 車 左端面 IT13 12.5 車 上端面凸臺(tái) IT10 12.5 銑 Φ22mm孔 IT13 12.5 鉆 Φ24.5孔 IT11 12.5 車 Rc3/4錐螺紋孔 IT13 12.5 車 Φ10.5mm孔 IT13 12.5 鉆 Φ16mmH10孔 IT10 3.2 鉆-擴(kuò) Φ3mm孔 IT11 25 鉆 Φ5mm孔 IT13 12.5 鉆 Φ2mm孔 IT11 25 鉆 2.5*2.5*4缺口 IT13 12.5 銑 135 退刀槽 12.5 銑 內(nèi)槽 IT12 12.5 鏜 專用鏜刀 1.5.2加工階段的劃分 由于工件加工精度要求不高，所以可以不分加工階段，一個(gè)加工階段可以完成；且由于工件的精度要求不太高，所以可以把焊工藝放置到最后，影響不太大。 1.5.3工序的集中與分散 本零件選用工序集中原則安排油閥座的加工工序，端面Φ5、Φ3的孔一次裝夾完成加工，￠63㎜外圓、端面，￠22㎜孔，￠24.5mm內(nèi)圓一次裝夾完成。該油閥座的生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)（6000件），為了提高生產(chǎn)效率；運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮減輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了多個(gè)表面，有利于保證各加工面之間的相對(duì)位置要求。 1.5.4工序的順序安排 根據(jù)先基準(zhǔn)后其它的原則，首先加工精基準(zhǔn)——Φ63mm圓柱面、右端面，Φ24.5孔；根據(jù)先主后次的原則，先加工主要面——右端面，Φ22mm孔,后加工次要面——Φ10.5mm孔，Φ16mmH10孔；根據(jù)先面后孔的原則，先加工右端面，后鉆軸向孔；先加工凸臺(tái)面，后鉆Φ10.5孔。 1.5.5工藝路線方案一 工序1 車￠63㎜外圓、端面 工序2 鉆￠22㎜孔 工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角 工序4 半精車￠24.5㎜、精車￠24.5㎜ 工序5 鉆￠10.5㎜孔 工序6 粗鏜￠16.8㎜的孔 工序7 車￠24㎜端面、 車倒角 工序8 鉆￠3㎜孔、 工序9 鉆￠5㎜孔 工序10 鉆圓周上￠2㎜孔 工序11 鉆端面上￠2㎜孔 工序12 精鏜￠16㎜的孔、鏜內(nèi)槽￠16.8㎜的孔 工序13 銑缺口 工序14 焊封、去毛刺 1.5.6工藝路線方案二 工序1 鑄造 工序2 車￠63㎜外圓、端面，鉆￠22㎜孔，擴(kuò)￠24.5mm內(nèi)圓，粗鏜退刀槽； 工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角 工序4 銑￠24㎜端面，保證至定位基準(zhǔn)長(zhǎng)度為39.6mm 工序5 鉆￠10.5㎜孔，锪倒角； 工序6 用專用鏜刀鏜內(nèi)槽，距￠24mm面2.5mm，寬度為1.1mm 擴(kuò)孔￠16 H10mm，保證26.60.11mm； 工序7 銑￠16孔的下端面，半粗銑上端面平臺(tái)； 工序8 鉆￠3㎜孔，鉆￠5㎜孔，保證深度6mm； 工序9 鉆端面上￠2㎜孔，保證長(zhǎng)度14mm； 工序10 鉆圓周上￠2㎜孔； 工序11 銑130度的缺口； 工序12 焊封、去毛刺； 工序13 終檢，按零件圖樣要求全面檢查； 1.5.7工藝路線的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一工序4重復(fù)使用了初￠32㎜的外圓，方案二把此工序放在了工序2中一次裝夾加工，且精度要求能夠保證；方案一中工序5鉆孔時(shí)沒(méi)有遵循先面后孔的原則，方案二保證了這一原則；￠16mm孔和￠16.8內(nèi)槽一次加工就能保證精度，所以無(wú)需像方案一中那樣分粗加工和精加工，且把鏜孔的工序先于擴(kuò)直徑為16的孔，減小了因鏜工藝造成工件變形的影響，加之對(duì)兩個(gè)直徑為2的油孔，先加工右端面的，而后加工圓周面上的孔，易于排屑和減小了加工的難度和增加刀具的使用壽命。綜上從優(yōu)考慮，選擇工藝路線為方案二。 首先以￠32㎜外圓為粗基準(zhǔn)加工端面，￠63㎜外圓，鉆￠22㎜孔，車￠24.5mm內(nèi)圓，尺寸公差由機(jī)床保證。利用￠63㎜外圓和￠24.5mm內(nèi)圓加工￠32㎜端面、錐孔、倒角、車螺紋。利用￠63㎜端面和￠24.5mm內(nèi)圓以及￠24mm外圓加工￠24mm端面。由于￠2㎜孔和￠3㎜孔不能在同一機(jī)床上完成，所以應(yīng)分成2道工序在2個(gè)不同的機(jī)床上加工。而兩個(gè)￠2㎜孔相通，所以先鉆端面￠2㎜孔，再鉆另一個(gè)￠2㎜孔時(shí)應(yīng)以端面￠2mm為定位基準(zhǔn)。 圖2.2 主要加工尺寸 1.6機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 油閥座零件材料為ZG45，強(qiáng)度和切削性能良好，塑性、韌性較低。生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)器鑄造（壓實(shí)式或震壓式）。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》及相關(guān)資料，長(zhǎng)度方向上的余量為4㎜。鑄造精度為IT9-IT11，尺寸公差為1.6-3.2mm. 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.6.1外圓表面（￠63㎜） 考慮其加工長(zhǎng)度為9㎜，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為￠70㎜，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為￠70㎜。￠63㎜表面為自由尺寸公差. 1.6.2外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量（￠63㎜端面、￠32㎜端面） 分2次加工。第1次加工3㎜，余下的0.5㎜1次加工。 1.6.3孔￠16㎜ 由于孔的直徑都小于24毫米，故采用毛坯為實(shí)心，不沖出孔來(lái)。內(nèi)孔精度要求界于IT8～I(xiàn)T10之間。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定工序尺寸及余量為 鉆孔￠10.5㎜ 粗鏜￠15.85㎜ 2Z=5.35㎜ 精鏜￠15.95㎜ 2Z=0.1㎜ 1.6.4外圓端面（￠24㎜） 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》￠24㎜端面的余量為4㎜。分兩次加工，第一次加工3㎜，第二次加工1㎜。 1.6.5銑缺口（￠16㎜） 由于題目中對(duì)￠16㎜圓柱缺口的精度要求不高。故粗銑余量為4㎜。經(jīng)過(guò)粗銑后即可達(dá)到題目的要求。 1.7確定切削用量和基本工時(shí) 工序2：車￠63㎜外圓及端面，鉆￠22㎜孔，車￠24.5mm內(nèi)圓，粗鏜退刀槽 1、加工條件 加工材料：ZG45，＝0.05Gp,鑄造 加工要求：粗車￠63㎜外圓及端面 機(jī)床：CA6140車床 刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16㎜25㎜，=90，=15， =12，=0.5㎜。 2、計(jì)算切削用量 （1）車￠63㎜外圓端面 1）已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為，分2次加工，=3㎜，長(zhǎng)度加工公差按IT10級(jí)。 2）進(jìn)給量f：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P507表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16㎜25㎜，≤3㎜以及工件直徑為63㎜時(shí)f=0.5～0.7㎜/r，按CA6140車床說(shuō)明《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P871表3.1-19取f=0.51㎜/r 3）計(jì)算切削速度。 據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P30，切削速度計(jì)算公式為（壽命選T=60min） =(m/min) （2.1） 其中=242，=0.15,=0.35,=0.8 將上述數(shù)據(jù)帶入公式中 =0.8=91.5m/min 4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ===399r/min 按機(jī)床說(shuō)明（見(jiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.13）與399 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/min以及400r/min，現(xiàn)取400r/min。若選320r/min，則速度損失太大。 所以，實(shí)際切削速度： V===91.69m/min 5)切削工時(shí)，據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P694表2.5-3 t== =0.245min 6)效驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P37表1.29 所示公式計(jì)算 = （2.2） 其中 =2795，=1.0,=0.75,=-0.15 =0.890.951.01.0=0.8455 =27950.8455=2169.4N 切削時(shí)消耗功率為 ===3.32Kw 根據(jù)中CA6140機(jī)床說(shuō)明可知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.5Kw，所以機(jī)床功率已足夠，可以正常加工。 7）效驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)速度。已知主切削力=2169.4N，徑向切削力按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.29公式計(jì)算 = （2.3） 其中=1940,=0.6,=0.6,=0.9 =0.50.851.00.66=0.8455 =19400.2468=224.4N 而軸向切削力 = （2.4） 其中=2880,=0.5,=-0.4,=1.0 =1.170.851.01.0=1.445 =28801.445=1433.25N 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)為0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 F=+u（+） =1433.25+0.1(2169.4+224.4)=1672.63N 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1672.63N。故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 |1|車￠63㎜外圓 切削深度: 單邊余量Z=4㎜。分兩次切削，第一次切3㎜。 進(jìn)給量: 據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.16，選用f=0.5㎜/r 計(jì)算切削速度： = （2.5） 其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2 ==23.5r/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： ===102.52r/min 按機(jī)床選取n=100r/min 所以實(shí)際切削速度： V===22.92m/min 切削工時(shí)： 按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P694表2.5-3 t== =0.8min |2|鉆￠22㎜孔 選用機(jī)床：Z550型立式鉆床 進(jìn)給量：f=0.41㎜/r（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7） 切屑速度：v=10.25m/min(《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.13及表2.14按5類加工性考慮) ===148.38r/min 按機(jī)床選取=125r/min(《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.36) 所以實(shí)際切削速度 V===8.635m/min 切削工時(shí)： t===1.346min 其中切入=10㎜，切出=4㎜，L=55㎜ | 3|半精車￠24.5㎜、精車￠24.5㎜沉孔，孔深為10㎜ （1）半精車￠24.5㎜，半精車至￠24㎜。單邊余量Z=1㎜，一次車去全部余量，=1㎜。查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.6可知 f=0.51㎜/r ①計(jì)算切削速度。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為 =（m/min） （2.8） 其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2 ==40.58r/min ===527.49r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=560r/min 實(shí)際切削速度： V===42.2m/min 切削工時(shí)： t===0.507min ⑵精車至￠㎜。單邊余量Z=0.25㎜、f=0.25㎜/r、=0.25㎜ ①計(jì)算切削速度。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為 =（m/min） （2.9） 其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2 ==40.58r/min ===527.49r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=560r/min 實(shí)際切削速度： V===42.2m/min 切削工時(shí)： t== =0.507min 工序3：車左端端面、車錐孔R(shí)c3/4、車60內(nèi)倒角、車內(nèi)螺紋、車145倒角。 （1）車左端端面 ①確定進(jìn)給量。當(dāng)?shù)稐U尺寸為16㎜25㎜，≤3㎜以及工件直徑為32㎜時(shí)，f=0.51㎜/r。查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.10及《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P507表2.4-3 ②計(jì)算切削速度 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為 =（m/min） （2.6） 其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2 ==29.11r/min ===289.7r/min 按機(jī)床說(shuō)明（見(jiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.31）與289.7 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/min以及250r/min，現(xiàn)取320r/min。若選250r/min，則速度損失太大。 所以實(shí)際切削速度 V===32.15m/min 切削工時(shí)： t===0.444min (2)車錐孔 ①確定進(jìn)給量。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P507表2.4-5，知f=0.37㎜/r ②計(jì)算切削速度 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為=（m/min） （2.7） 其中=38，=0，=0.8,=0.8，m=0.2 ==29.76r/min ===473.89r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=500r/min 所以實(shí)際切削速度 V===31.4m/min ③切削工時(shí)： t===0.19min 工序4：銑￠24㎜端面，保證至定位基準(zhǔn)長(zhǎng)度為39.6mm 銑￠24㎜端時(shí)：=3㎜，f=0.38mm/r（查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P507） 切削速度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為 =（m/min） （2.10） 其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2 ==29.11r/min ===386.28r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=400r/min 實(shí)際切削速度 V===30.144m/min 切削工時(shí)： t===0.237min 工序5:鉆￠10.5㎜孔，锪倒角 ①確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,當(dāng)鋼的=800Mp,d=￠10.5㎜時(shí)，f=0.22mm/r～0.28mm/r ②切削速度：據(jù)機(jī)床說(shuō)明（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P55表2.13及2.14按5類加工性考慮）查得切削速度V=12.7m/min所以 ===385.2r/min 按機(jī)床說(shuō)明，（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P79表2.36）取=351r/min 故實(shí)際切削速度： V===11.57m/min ③切削工時(shí)：按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P696表2.5-7 t===0.387min 工序6：鏜內(nèi)槽￠16.8㎜的孔，擴(kuò)￠16㎜的孔、 據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定鏜床的切削速度為30m/min。則 ===597.1r/min 由于T68臥式鏜床說(shuō)明中有=100r/min 故實(shí)際切削速度 V= ==5.024m/min 切削工時(shí)： t== =0.66min 擴(kuò)孔至￠16㎜。單邊余量Z=2.75㎜。一次切除全部余量。=2.75㎜，進(jìn)給量f=0.5mm/r 工序7：銑￠16孔的下端面，半粗銑上端面平臺(tái)； 銑￠16㎜端時(shí)：=3㎜，f=0.38mm/r（查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P507） 切削速度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為 =（m/min） （2.10） 其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2 ==29.11r/min ===386.28r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=400r/min 實(shí)際切削速度 V===30.144m/min 切削工時(shí)： t===0.237min 工序8：鉆￠3㎜孔，鉆￠5㎜孔，保證深度6mm； 一、鉆￠3㎜孔： 選用鉆床為Z550 f=0.02mm/r（查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P59表2.18） V=25m/min（查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P59表2.18） ===2653.93r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=1500r/min 故實(shí)際切削速度： V===14.13m/min 切削工時(shí)： t===0.633min 鉆孔時(shí)軸向力，扭矩，功率的計(jì)算公式查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P77表2.32 軸向力： = （2.11） 其中=600，=1.0,=0.7,=0.95 =6000.95=110.59N 扭矩: = （2.12） =0.3050.95=0.114N*m 功率: = （2.13） ==0.018Kw 二、鉆￠5㎜孔： 鉆￠5㎜孔時(shí)： f=0.015mm/r（查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P59表2.18） V=28m/min（查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P59表2.18） ===1783.4r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=1500r/min 故實(shí)際切削速度： V===23.55m/min 切削工時(shí)： t== =0.533min 鉆孔時(shí)軸向力，扭矩，功率的計(jì)算公式查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P77表2.32 軸向力： = （2.13） 其中=600，=1.0,=0.7,=0.95 =6000.95=150.69N 扭矩: = （2.14） =0.3050.95=0.317N*m 功率: = （2.15） ==0.05Kw 工序9：鉆端面上￠2㎜孔 選用鉆床：Z515 f=0.05mm/r（查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P545表2.4-38） V=0.75m/s（查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P547表2.4-41） ===7165.6r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=2900r/min 故實(shí)際切削速度： V===18.212m/min 切削工時(shí)： t===0.124min 鉆孔時(shí)軸向力，扭矩，功率的計(jì)算公式查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P77表2.32 軸向力： = （2.15） 其中=600，=1.0,=0.7,=0.95 =6000.95=140.02N 扭矩: = （2.16） =0.3050.95=0.1055N*m 功率: = （2.17） ==0.032Kw 工序10:鉆圓周上￠2㎜孔 由于此道工序與上一道工序機(jī)床選擇相同。故切削用量和基本工時(shí)與上一步相同。 f=0.05mm/r =2900r/min，V= 18.212m/min t=0.193min 工序11：銑缺口 工件材料：ZG45 刀具：硬質(zhì)合金立銑刀。材料為YT15 /Z=16/3 , f=0.03mm/z V=2.66m/s=159.6m/min ===2117.8r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=1450r/min 故實(shí)際切削速度：V===109.27m/min 切削工時(shí)：t== =0.077min 工序12：焊封、去毛刺 （2007級(jí)） 本科生設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 油閥座鉆Φ10.5mm孔專用夾具設(shè)計(jì) 系　　　　部： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 葉 青 班 級(jí)： 07機(jī)本一 學(xué)號(hào) 2007011120 指導(dǎo)教師姓名： 唐勇 職稱 副教授 最終評(píng)定成績(jī) 2010年6月第2章、粗鉆油閥座φ10.5孔工序的夾具設(shè)計(jì) 本章由葉青執(zhí)筆 經(jīng)小組討論及分配，決定設(shè)計(jì)第5道工序在Ф24面上鉆Ф10.5的通孔的工裝夾具，對(duì)本序的主要要求考慮尺寸22，由于公差要求較低，因此本步的重點(diǎn)應(yīng)在加緊的方便與快速性上。 2.1問(wèn)題提出 本夾具用來(lái)加工Φ24端面的Φ10.5mm的孔?？椎亩ㄎ痪纫话悖庸ぞ瓤捎摄@床保證。 2.2定位基準(zhǔn)和定位方案的選擇 由零件圖可知，加工Φ10.5mm孔必須對(duì)工件進(jìn)行完全定位。使用鉆床進(jìn)行加工，2種方案如下：方案一用Φ63mm端面放在平面上限制3個(gè)自由度，用心軸穿過(guò)Φ22mm中心孔，在心軸上做成Φ24.5mm的短銷限制2個(gè)自由度，再用Φ24上端面限制一個(gè)自由度。定位方案二用Φ63mm的端面放在平面上限制3個(gè)自由度，用心軸穿過(guò)Φ22mm中心孔，再用Φ24的外圓面限制一個(gè)自由度。由比較可知，方案一Φ24上端面面積較小，不足以限制零件的旋轉(zhuǎn)自由度，而方案二則能較好的限制其旋轉(zhuǎn)自由度。 方案1 方案2 圖2.2.1 出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮，選擇方案二即以孔φ24.5mm和端面為基準(zhǔn)定位，側(cè)面加V形塊與φ24圓柱外圓面相切輔助定位，使工件完全定位，再使用螺旋卡緊機(jī)構(gòu)推動(dòng)緊推塊壓緊零件進(jìn)行卡緊。 最終的定位原理圖如圖 圖2.2.2 2.3切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力，實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： 扭矩： 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1S2S3S4F=16.77N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 2.4定位誤差分析 本工序采用孔φ24.5和端面為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 2.5對(duì)刀裝置 本夾具采用可換鉆套作為對(duì)刀裝置，其中鉆套配用M8的開(kāi)槽盤(pán)頭螺釘壓緊，其優(yōu)點(diǎn)是可迅速方便地調(diào)換鉆套。 圖2.5 2.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 夾具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊，為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機(jī)構(gòu)，為操作方便輕松，采用手輪轉(zhuǎn)動(dòng)推力螺栓加緊定位。 加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使緊推塊退至適當(dāng)距離，將工件裝在心軸上，略微對(duì)正，再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使V塊接觸工件φ24外圓使零件完全對(duì)正，最后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪緊固工件。 2.7 繪制夾具總體圖 繪圖時(shí)，工件用雙點(diǎn)畫(huà)線表示，將夾具的各個(gè)元件連接在一起，形成夾具的整體圖，螺紋，銷等配合部分采用局部剖視圖表示。 圖2.7 2.8設(shè)計(jì)心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)為期三周的努力，有關(guān)夾具的課程設(shè)計(jì)最終完成了，個(gè)中的辛苦與體會(huì)，讓我感觸頗深。 剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，總覺(jué)的難度很大，不知道從什么地方下手，對(duì)一些設(shè)計(jì)的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計(jì)。老師給我們?cè)敿?xì)講解了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的條件，讓我們先從分析零件圖開(kāi)始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫(huà)出毛坯和零件合圖。 在設(shè)計(jì)期間，我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)，對(duì)我有了很大提高。遇到不懂的問(wèn)題時(shí)，通過(guò)幾次與指導(dǎo)老師的交流也都能迎刃而解。同學(xué)之間雖然每個(gè)人的設(shè)計(jì)課題不一樣，但我們之間還是會(huì)經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會(huì)了知識(shí)，而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這次設(shè)計(jì)中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們?cè)谠O(shè)計(jì)期間為我們解決了很多難題。 這次的課程設(shè)計(jì)，各種輔助設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件必不可少，有我們?cè)?jīng)接觸過(guò)的AutoCAD，也有我們以前一無(wú)所知的pro/E，C4D等等軟件，通過(guò)這段時(shí)間的使用及實(shí)踐，讓我對(duì)這些軟件也或能夠熟練的使用，或能進(jìn)行一些初步的操作了。對(duì)于已經(jīng)大三并且即將大四的我們來(lái)說(shuō)，這次的課程設(shè)計(jì)在我們以后的社會(huì)工作中的作用是十分重要的，相信通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，能夠讓我認(rèn)清了自己的不足，并將在以后的工作生活中加以完善，在未來(lái)的工作中更好的發(fā)揮自己。 （2007級(jí)） 本科生設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 油閥座鉆Φ10.5孔專用夾具設(shè)計(jì) 系　　　　部： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 周 蓉 班 級(jí)： 07機(jī)本一 學(xué)號(hào) 2007011117 指導(dǎo)教師姓名： 唐勇 職稱 副教授 最終評(píng)定成績(jī) 2010年6月第3章、油閥座鉆Φ3Φ5孔專用夾具設(shè)計(jì) 本章由周蓉執(zhí)筆 3.1 確定設(shè)計(jì)方案 本夾具是工序鉆￠3￠5孔的專用夾具.本夾具將用于立式鉆床. 1.定位方案 工件以右端面及￠24.5孔為定位基準(zhǔn),采用平面與定位銷組合定位方案,在右端面及￠24.5孔面上定位,其限制了5個(gè)自由度. ￠16孔用菱形銷限制1個(gè)自由度,所以工件被完全定位. 2.夾緊方案 用于鉆小孔的夾具,常常不另設(shè)夾緊裝置,這種處理方法既能縮短夾具的制造周期,降低夾具制造成本,又能節(jié)省安裝工件的時(shí)間,提高生產(chǎn)率,但必須保證安全.采用手動(dòng)螺旋擰緊是可靠的,可免去夾緊力的計(jì)算. 3.導(dǎo)向裝置 采用固定鉆套,保證鉆孔的位置. 3.2 計(jì)算切削用量,決定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量F 鉆￠3㎜孔，鉆￠5㎜孔，保證深度6mm； 一、鉆￠3㎜孔、 選用鉆床為Z550 f=0.02mm/r（查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P59表2.18） V=25m/min（查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P59表2.18） ===2653.93r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=1500r/min 故實(shí)際切削速度： V===14.13m/min 切削工時(shí)： t===0.633min 二、鉆￠5㎜孔 f=0.015mm/r（查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P59表2.18） V=28m/min（查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P59表2.18） ===1783.4r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=1500r/min 故實(shí)際切削速度： V===23.55m/min 3.3 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度 查<<機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南>>表5-130知,鉆頭的磨鈍限度為0.5-0.8 3.4 基本時(shí)間 切削工時(shí)： T1===0.633min T2== =0.533min 總時(shí)間大約為1.066分 3.5 定位誤差的分析 本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定位，心軸為垂直放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。不過(guò)這時(shí)的徑向定位誤差不再只是單向的了，而是在水平面內(nèi)任意方向上都有可能發(fā)生，其最大值也比心軸水平放置時(shí)大一倍。 3.6 操作說(shuō)明 由零件圖可知，兩定位孔一個(gè)與￠5孔同軸,一個(gè)與￠5孔垂直，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求。為了保證所鉆的孔與側(cè)面垂直,根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,在選擇兩定位孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇同一定位基準(zhǔn),即粗車、半精車的右端面。因此加工定位孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇￠63外圓端面為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度，以￠24.5軸限制工件的兩個(gè)自由度，用一個(gè)菱形銷定位限制工件的另一個(gè)自由度。 ] 3.7 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 設(shè)計(jì)是對(duì)我們?cè)趯W(xué)校所學(xué)知識(shí)的總結(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以將所學(xué)知識(shí)串通起來(lái),從而對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行鞏固和復(fù)習(xí)。 剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，總覺(jué)的難度很大，不知道從什么地方下手，對(duì)一些設(shè)計(jì)的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計(jì)。于是我在圖書(shū)館借了很多相關(guān)的書(shū)籍,并上網(wǎng)查閱了一些資料,詳細(xì)了解了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題及設(shè)計(jì)步驟.我開(kāi)始知道要先從分析零件圖開(kāi)始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫(huà)出毛坯和零件合圖,然后定出工藝規(guī)程路線,最后設(shè)計(jì)出需要的專用夾具. 在設(shè)計(jì)期間，我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)，對(duì)我有了很大提高。遇到不懂的問(wèn)題時(shí)，指導(dǎo)老師及同學(xué)們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個(gè)人的設(shè)計(jì)課題不一樣，但我們之間還是會(huì)經(jīng)常討論，互相幫助，不僅學(xué)會(huì)了知識(shí)，而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這次設(shè)計(jì)中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他在設(shè)計(jì)期間為我們解決了很多難題。相信我們通過(guò)這次設(shè)計(jì)，一定會(huì)對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)有更好的幫助。 （2007級(jí)） 本科生設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 油閥座鉆φ3mm孔工序的夾具設(shè)計(jì) 系　　　　部： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 扶翰章 班 級(jí)： 07機(jī)本一 學(xué)號(hào) 2007011122 指導(dǎo)教師姓名： 唐勇 職稱 副教授 最終評(píng)定成績(jī) 2010年6月 第4章、油閥座圓周上φ2mm孔工序的夾具設(shè)計(jì) 本章由扶翰章執(zhí)筆 4.1 問(wèn)題提出 本夾具用來(lái)加工圓周上Φ2mm孔?？椎亩ㄎ痪纫话悖庸ぞ瓤捎摄@床保證。 4.2 基準(zhǔn)的選擇比較 由零件圖可知，加工Φ2mm孔必須對(duì)工件進(jìn)行完全定位。使用鉆床加工，定位方案一用Φ63mm端面放在平面上限制3個(gè)自由度，用心軸穿過(guò)Φ22mm中心孔，在心軸上做成Φ24.5mm的短銷限制2個(gè)自由度，再用Φ16mm的孔限制1個(gè)自由度。定位方案二用Φ63mm的端面放在平面上限制3個(gè)自由度，用心軸穿過(guò)Φ22mm中心孔，在心軸上做成Φ24.5mm的菱形短銷與平面一起限制4個(gè)自由度，再配合Φ2mm的短銷限制2個(gè)自由度來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。比較兩個(gè)方案可知，方案二較好，因?yàn)槎嗣嫔夕?mm的孔和圓周上Φ2mm的孔要求垂直相通，方案二用前一步工序加工的端面Φ2mm的孔來(lái)進(jìn)行定位，可以很好的保證加工精度。故選擇方案二。 圖3.2 工件定位方案一 工件定位方案二 4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 選用鉆床為Z515 f=0.05mm/r（查［1］P545表2.4-38） V=0.75m/s （查［1］P547表2.4-41） ===7165.6r/min 按機(jī)床說(shuō)明，取=2900r/min 故實(shí)際切削速度： V= ==18.212m/min 切削工時(shí)：t== =0.193min 鉆孔時(shí)軸向力，扭矩，功率的計(jì)算公式查［6］P77表2.32 軸向力：= (3.1) 其中=600，=1.0, =0.7, =0.95 =6000.95=140.02N 扭矩: = (3.2) =0.3050.95=0.1055N*m 功率: = (3.3) ==0.032Kw 4.4 定位誤差的分析 夾具的主要定位元件是立板及與立板配合使用的心軸。所以立板和心軸的制造誤差為本工序的主要誤差。立板與心軸的配合處要磨精度等級(jí)為6級(jí)，公差為0.013mm，平面度公差為0.05mm，心軸的表面與立板面的垂直度公差為0.03mm，所以加工孔的垂直度誤差為0.013+0.03+0.05mm=0.093mm。 4.5 夾緊元件強(qiáng)度校核 受力分析：當(dāng)壓緊工件時(shí)，螺栓除受夾緊力作用產(chǎn)生拉應(yīng)力外，還受轉(zhuǎn)矩T的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的作用。 拉伸應(yīng)力： 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： 由第四強(qiáng)度理論，可知螺栓預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力： 元件材料為45鋼，屈服強(qiáng)度為=450 ，取安全系數(shù)n=1.9 則許用擠壓應(yīng)力 4.6 夾具操作設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 夾具的裝配是先把Φ2mm短銷裝入夾具座中，再裝心軸，其一端過(guò)盈配合，并用雙螺母反向鎖死，再裝鉆模板，夾具安裝完畢。加工時(shí)把工件裝在心軸上，保證定位要求，加開(kāi)口墊片，用螺母擰緊。加工孔完成后，擰松螺母至能拿出開(kāi)口墊片即可，拿出開(kāi)口墊片，取出工件。 4.7 夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析 這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：可以正確確定適用對(duì)象種數(shù)。根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，對(duì)可調(diào)、可換元件和通用基體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從成本比例的角度進(jìn)行調(diào)整，從而使之滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到整體經(jīng)濟(jì)性的目的。 從成組夾具適用對(duì)象種數(shù)所分?jǐn)偟膴A具成本看，可以認(rèn)為：適用對(duì)象在成組夾具滿負(fù)荷的范圍內(nèi)，對(duì)象種數(shù)愈多則夾具分?jǐn)偟竭m用對(duì)象種數(shù)上的單位成本就愈低。 從夾具上的可調(diào)、可換元件看，隨著夾具適用對(duì)象種數(shù)的增加，則夾具上的可調(diào)、可換元件也隨著增加，這時(shí)，可調(diào)、可換元件的設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用以及夾具的調(diào)整次數(shù)和調(diào)整、保管費(fèi)用也隨之相應(yīng)增加。 當(dāng)所設(shè)計(jì)的成組夾具，其適用對(duì)象零件種數(shù)等于或接近NK值時(shí)，可以認(rèn)為這套成組夾具符合經(jīng)濟(jì)性的原則；反之，從經(jīng)濟(jì)的角度可以認(rèn)為是不合理的。這時(shí)，應(yīng)該從各方面采取調(diào)整措施，如修改通用基體或可調(diào)、可換元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使之Ct值與P值的比例關(guān)系得到調(diào)整，最終符合經(jīng)濟(jì)性的原則。 在成組夾具設(shè)計(jì)中，根據(jù)夾具的復(fù)雜程度，從已積累的統(tǒng)計(jì)資料中取得Ct值與P值的當(dāng)量值，以預(yù)定成組夾具適用對(duì)象零件種數(shù)，然后對(duì)實(shí)際的Ct值與P值進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣可以達(dá)到減少過(guò)程損失的目的。 大幅度提高單機(jī)設(shè)備的通過(guò)能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)同類設(shè)備由于工裝的差異影響了設(shè)備本身較寬的工藝通過(guò)能力，通用工裝使現(xiàn)場(chǎng)整體的設(shè)備通過(guò)能力得到提高，有利于均衡生產(chǎn)，提高了工藝質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。提高現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)變能力和單一品種的加工能力，有利于物流順暢和均衡生產(chǎn)。 4.8 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 為期兩周多的夾具課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了。我們?cè)谡麄€(gè)過(guò)程中，一組成員相互配合、互相監(jiān)督。努力地將設(shè)計(jì)盡早趕完。在過(guò)程中，我懂得了，怎樣去鍛煉我們的實(shí)踐面和對(duì)理論面的理解和消化，要明白怎樣去講我們的專業(yè)知識(shí)與課程設(shè)計(jì)聯(lián)系起來(lái)。我想做累世的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。為了讓自己的設(shè)計(jì)搞好。我查了大量的關(guān)于機(jī)械方面的資料。一次次翻閱手冊(cè)讓自己的設(shè)計(jì)更加標(biāo)準(zhǔn)化。在 有時(shí)高設(shè)計(jì)的時(shí)候我們就像一個(gè)個(gè)空想家，僅憑自己的印象在做啊，算啊。沒(méi)有吧設(shè)計(jì)手冊(cè)放在手上，拋開(kāi) 了實(shí)際。搞出來(lái)的卻是不切合實(shí)際的，所以我們做設(shè)計(jì)一切要從實(shí)際出發(fā)，從手冊(cè)出發(fā)，這樣才會(huì)有所收獲。 對(duì)于夾具設(shè)計(jì)，主要是解決零件定位問(wèn)題和夾緊問(wèn)題，而零件定位夾緊是比較靈活的，方案比較多，需要我們對(duì)加工零件進(jìn)行認(rèn)真的分析，選擇出比較成熟的方案。在整個(gè)夾具課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們遇到了很多的問(wèn)題，才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)的不到位。也了解到書(shū)本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的，在設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，有些問(wèn)題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯(cuò)誤思維。實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)！ 這次設(shè)計(jì)中要求用到制圖軟件，使我們對(duì)AutoCAD,Proe又重新熟悉了一遍。記得CAD還是大一時(shí)候?qū)W的，剛開(kāi)始畫(huà)的時(shí)候基本上都不記得了，于是我又把書(shū)拿出來(lái)重新看了一遍，在一邊畫(huà)圖一邊熟悉軟件中