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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1. 緒 論 機(jī)械制造工業(yè)是國家建設(shè)和社會發(fā)展的支柱之一。機(jī)械制造可分為熱加工和冷加工兩部分，熱加工指鑄造、塑性加工、焊接、表面處理等；冷加工一般是指零件的機(jī)械加工工藝過程和裝配工藝過程，當(dāng)前還包括特種加工技術(shù)等。一般機(jī)械制造多指機(jī)械制造的冷加工部分。 機(jī)床尾座體作為各種機(jī)床不可缺少的一部分有著它的特別作用。零件是機(jī)床尾座體，尾座安裝在機(jī)床的右端導(dǎo)軌上，尾座上的套筒可以安裝頂尖，以支承較長的工件的右端（即頂持工件的中心孔）、安裝鉆頭、絞刀，進(jìn)行孔加工，也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓析牙套螺紋工具加工內(nèi)、外螺紋。尾座體可以沿尾座導(dǎo)軌作縱向調(diào)整移動，然后壓下尾座緊固手輪將尾座夾緊在所需位置，搖動尾座手輪可以實現(xiàn)對工件的頂緊、松開或?qū)ぜM(jìn)行切削的縱向進(jìn)給。 在生產(chǎn)過程中，毛坯的制造、零件的機(jī)械加工與熱處理、產(chǎn)品的裝配等工作將直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，這一過程稱為工藝過程。工藝過程是生產(chǎn)過程的主要部分。其中，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量使其成為零件的過程，稱為機(jī)械加工工藝過程。 機(jī)械加工工業(yè)規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 在機(jī)械制造中，工藝是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過程。它是生產(chǎn)中最活躍的因素，它既是構(gòu)思和想法，又是實在的方法和手段，并落實在由工件、刀具、機(jī)床、夾具所構(gòu)成的工藝系統(tǒng)中。它對提高勞動生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量降低產(chǎn)品成本和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有十分重要的作用。 在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，固定工件，使之占有確定位置以接受加工或檢測的工藝裝備統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。夾具設(shè)計是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 機(jī)械產(chǎn)品是由若干個零件和部件組成的。所謂裝配就是按規(guī)定的技術(shù)要求和精度，將構(gòu)成機(jī)器的零件結(jié)合成組件、部件和產(chǎn)品的工藝過程。把零件裝配成組件，或零件和組件裝配成部件，以及把零件、組件和部件裝配成最終產(chǎn)品的過程分別稱為組裝、部裝和總裝。 裝配的準(zhǔn)備工作包括零部件清洗、尺寸和重量分選、平衡等。零件的裝入、聯(lián)結(jié)、部裝總裝以及裝配過程中的檢驗、調(diào)整、試驗和裝配后的試運(yùn)轉(zhuǎn)、油漆和包裝等都是裝配工作的主要內(nèi)容。裝配不但是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而且通過裝配還可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、零件加工以及裝配過程中存在的問題，為改進(jìn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù)。 裝配工作量在機(jī)器制造過程中占有很大的比重。目前，在多數(shù)工廠中，裝配工作大部分靠手工勞動完成。所以裝配工藝工作更顯重要。選擇合適的裝配方法、制定合理的裝配工藝規(guī)程，不僅是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，也是提高勞動生產(chǎn)率、降低制造成本的有力措施。 2.尾座體的工藝設(shè)計 2.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程概述 用表格的形式將機(jī)械加工工藝過程的內(nèi)容書寫出來，成為指導(dǎo)性技術(shù)文件，就是機(jī)械加工工藝規(guī)程。它是在具體的生產(chǎn)條件下，以比較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成的工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)地。其主要內(nèi)容包括：零件加工工序內(nèi)容、切削用量、工時定額以及工序所采用的設(shè)備和工藝裝備等。 2.1.1 工藝規(guī)程的作用 （1） 它是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 工藝規(guī)程是最合理的工藝過程的表格化，是在工藝?yán)碚摵蜁r間經(jīng)驗的基礎(chǔ)上制定的。工人只有按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率及較好的經(jīng)濟(jì)效果。 （2） 它是組織和管理生產(chǎn)的基本依據(jù) 在產(chǎn)品投產(chǎn)前要根據(jù)工藝規(guī)程進(jìn)行有關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，如安排原材料的供應(yīng)、通用工裝設(shè)備的準(zhǔn)備、專用工裝設(shè)備的設(shè)計與制造、生產(chǎn)計劃的編排、經(jīng)濟(jì)核算等工作。生產(chǎn)中對工人業(yè)務(wù)的考核也是以工藝規(guī)程為主要依據(jù)。 （3） 它是新建和擴(kuò)建工廠的基本資料 新建和擴(kuò)建工廠或車間時，要根據(jù)工藝規(guī)程來確定所需要的機(jī)床設(shè)備的品種和數(shù)量、機(jī)床的布置、占地面積、輔助部門的安排等。 2.1.2 制定工藝規(guī)程的原則 工藝規(guī)程的制定原則:所制定的工藝規(guī)程，能在一定的生產(chǎn)條件下，以最快的速度、最少的勞動量和最低的費(fèi)用，可靠地加工出符合要求的零件。同時，還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗，并保證有良好的勞動條件。 工藝規(guī)程是直接指導(dǎo)生產(chǎn)和操作的重要文件，在編制時還應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一、和清晰，所用術(shù)語、符號、計量單位和編號都要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。 2.1.3 制訂工藝規(guī)程的步驟 （1）分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖； （2）選擇毛坯； （3）選擇定位基準(zhǔn)； （4）擬定工藝路線； （5）確定加工余量和工序尺寸； （6）確定切削用量和工時定額； （7）確定各工序的設(shè)備、刀夾量具和輔助工具； （8）確定各工序的技術(shù)要求和檢驗方法； （9）填寫工藝文件； 2.2 工藝分析 2.2.1 零件的技術(shù)條件 車床尾座體的零件圖如下。該零件是車床上的一部分。尾座體的底面一方面與車床的導(dǎo)軌相結(jié)合，在車床上滑動；另一方面尾座體通過頂針支持軸類零件的車削加工，對尾座體而言，則要求有一定的支持剛性，故尾座體構(gòu)成不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。為了提高尾座體的強(qiáng)度和剛度，尾座體采用機(jī)械性能強(qiáng)的珠光體灰口鐵（牌號HT200）鑄造而成。 零件的主要工作表面為底面，零件的主要配合面為φ60H6,φ35H8的孔。 主要技術(shù)要求為： 1、鑄件不得有砂眼、氣孔、縮松、裂紋等缺陷， 2、零件加工表面上，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷。 3、未注倒角R2.5～3 4、生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)約500件； 2.2.2 加工表面及其要求 ⑴ Φ60H6的孔：孔徑φ60+0.019 0㎜，右端倒角為1×45°，表面粗糙度Ra0.8,對于D面的平行度為0.1，對于 A面的垂直度為0.03，圓柱度為0.01 ⑵ 底面： 表面粗糙度Ra0.8 ⑶ 左端面：表面粗糙度Ra3.2 ⑷ 右端面：表面粗糙度Ra3.2 ⑸ 底部右端面：表面粗糙度Ra3.2 ⑹ Φ35H8的孔：孔徑φ35+0.039 0㎜，表面粗糙度Ra3.2 ⑺ Φ18H8的孔：孔徑φ18+0.027 0㎜，表面粗糙度Ra3.2 ⑻ Φ5的孔：孔徑φ5㎜，表面粗糙度Ra3.2 ⑼ Φ32H7的孔：孔徑φ32+0.025 0㎜，表面粗糙度Ra3.2 ⑽ Φ10H9的孔：孔徑φ10+0.036 0㎜，表面粗糙度Ra12.5 ⑾ Φ10H7的孔：孔徑φ10+0.039 0㎜，表面粗糙度Ra1.6 ⑿ Φ16H7的孔：孔徑φ16+0.018 0㎜，表面粗糙度Ra3.2 ⒀ Φ32H8的孔：孔徑φ32+0.039 0㎜，表面粗糙度Ra3.2 ⒁ 底面槽：49×10，45°的斜面，表面粗糙度Ra3.2 2.2.3零件的材料 零件的材料為HT200，是珠光體灰口鐵。其特性是該材料能承受較大的應(yīng)力(抗拉強(qiáng)度達(dá)200MN/㎡；抗彎強(qiáng)度達(dá)400 MN/㎡)。其金相組織結(jié)構(gòu)為鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，由于它是硬的滲碳體和軟的鐵素體相間組成的混合物，所以其機(jī)械性能介于鐵素體和滲碳體之間，故強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定的塑性，從金相組織顯微來看，鑄鐵中化合碳正好等于0.77%，珠光體中的鐵素體與滲碳體一層層交替間隔，呈片狀排列，而其余的碳是以片狀石墨存在，使切削過程中切屑不能連續(xù)成形。 2.3毛坯的選擇 選擇毛坯的基本任務(wù)是選定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝和費(fèi)用，而其影響到零件機(jī)械加工工藝及其生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性。如選擇高精度的毛坯，可以減少機(jī)械加工勞動量和材料消耗，提高機(jī)械加工生產(chǎn)率，降低加工成本。但是，卻提高了毛坯的費(fèi)用。因此毛坯要從機(jī)械加工和毛坯制造兩方面綜合考慮，以求得到最佳效果。 正確選擇毛坯是工藝技術(shù)人員應(yīng)高度重視的問題，零件加工過程中工序的內(nèi)容或工序數(shù)目、材料消耗、熱處理方法、零件制造費(fèi)等都與毛坯的材料、制造方法、毛坯的誤差與余量有關(guān)。 2.3.1毛坯的種類 1、鑄件 鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件毛坯。其鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。較常用的是型砂鑄造。當(dāng)毛坯精度要求低、生產(chǎn)批量較小時，采用木模手工造型法；當(dāng)毛坯精度要求高、生產(chǎn)批量很大時，采用金屬型機(jī)器造型法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁有色金屬。 2、鍛件 鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡單的零件毛坯。其鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產(chǎn)率低，適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小、生產(chǎn)率高，但成本也高，適用于中小型零件毛坯的大批大量生產(chǎn)。 3、型材 型材有熱軋和冷拉，熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯；冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。 4、焊接件 焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼板焊接而成的毛坯件，它簡單方便，生產(chǎn)周期短。但需經(jīng)過時效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。 5、冷沖壓件 冷沖壓件毛坯可以非常接近成品要求，在小型機(jī)械、儀表、輕工電子產(chǎn)品方面應(yīng)用廣泛。但因沖壓模具昂貴而僅用于大批大量生產(chǎn)。 2.3.2毛坯選擇時應(yīng)考慮的因素 1. 零件的材料及機(jī)械性能要求 由于材料的工藝特性，決定了其毛坯的制造方法，當(dāng)零件的材料選定后，毛坯的類型就大致確定了。例如材料為灰口鑄鐵的零件比用鑄造毛坯；對于重要的鋼質(zhì)零件，為獲得良好的力學(xué)性能，應(yīng)選用鍛件，在形狀較簡單及機(jī)械性能要求不高時可用型材毛坯，有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。 2. 零件結(jié)構(gòu)形狀與大小 大型且結(jié)構(gòu)簡單的零件毛坯多用型砂鑄造或自由鍛；結(jié)構(gòu)復(fù)雜的毛坯多用鑄造；小型零件可用模鍛件或壓力鑄造毛坯；板狀鋼質(zhì)零件多用鍛件毛坯；軸類零件的毛坯，如直徑和臺階相差不大可用棒料；如各臺階尺寸相差較大，則宜選用鍛件。 3.生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 當(dāng)零件的生產(chǎn)批量較大時，應(yīng)選用精度和生產(chǎn)率均較高的毛坯制造方法，如模鍛、金屬型鑄造和精密鑄造等。當(dāng)單件小批生產(chǎn)時，則應(yīng)選用木模手工造型鑄造或自由鍛造。 4. 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 確定毛坯時，必須結(jié)合具體的生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場毛坯制造水平和能力、外協(xié)的可能性。 5. 充分利用新工藝、新材料 為節(jié)約材料和能源，提高機(jī)械加工生產(chǎn)率，應(yīng)充分考慮精煉、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在機(jī)械中的應(yīng)用，這樣，可大大減少機(jī)械加工量，甚至不需進(jìn)行加工，大大提高經(jīng)濟(jì)效益。 2.3.3確定毛坯的類型及制造方法 由于零件材料為HT200，零件的形狀不規(guī)則，由零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn) 和零件圖技術(shù)要求可知，選擇的零件應(yīng)為鑄件，采用砂型鑄造方法。 確定毛坯的形狀、尺寸及公差 毛坯的形狀如圖2.1-1 圖1 毛坯圖 尺寸公差為：GB/T1804—m 機(jī)械加工余量等級為： AM-H 確定毛坯的技術(shù)要求： 鑄件無明顯的鑄造缺陷 未注圓角R2.5～3 2.4 基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)是用來確定工件上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面?；鶞?zhǔn)可分為：設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 由于零件在加工過程中，定位基準(zhǔn)選擇不僅對保證加工精度和確定加工順序有很大影響，而且對工裝的設(shè)計、制造成本也有很大的影響。因此，定位基準(zhǔn)的選擇實際上是定位基面的選擇。根據(jù)作為定位基準(zhǔn)的工件表面狀態(tài)不同，定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。 粗基準(zhǔn)的選擇原則 為保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應(yīng)選不加工表面為粗基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)合理分配各加工表面的加工余量。 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，沒有澆口、冒口或飛邊等其它表面缺陷，以便使工件定位可靠，夾緊方便。 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次。 精基準(zhǔn)的選擇原則 基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)可以比較方便地加工其它各表面時，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序采用此同一組精基準(zhǔn)定位。 互為基準(zhǔn)原則 為了使加工面間有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻可采取反復(fù)加工、互為基準(zhǔn)的原則。 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，可選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。 便于裝夾原則 由附圖B.1（零件圖）所示的尾座體上的多數(shù)尺寸及公差以底面為設(shè)計基準(zhǔn)，因此，必須先加工底面，為后續(xù)的工序準(zhǔn)備基準(zhǔn)。 根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，確定各加工表面的基準(zhǔn)如下： Φ60H6的孔： 底面 左端面： 右端面 右端面： 左端面 底部右端面： 左端面 Φ35H8的孔： 底面 Φ18H8的孔： 底面 Φ5的孔： Φ35H8的孔 Φ32H7的孔： 底部右端面 Φ10H9的孔： Φ32H7的孔 Φ10H7的孔： 左端面 Φ16H7的孔： Φ60H6的孔 Φ32H8的孔： Φ60H6的孔 槽： 底面及右端面 2.5 機(jī)械加工工藝路線的擬訂 2.5.1.表面的加工方法的選擇 確定各表面的加工方法： 表面加工的選擇，就是為零件上每一個有質(zhì)量要求的表面，選擇一套合理的加工方法。在選擇加工方法時，首先要滿足加工質(zhì)量，同時也要兼顧生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。確定加工方法時必須根據(jù)被加工表面的精度和粗糙度要求，選定最終加工方法，然后再選定精加工前的一系列準(zhǔn)備工序的加工方法，由粗到精逐漸達(dá)到要求。 選擇加工方法時還應(yīng)考慮到工件材料的性質(zhì)，工件的結(jié)構(gòu)和尺寸，生產(chǎn)類型，具體生產(chǎn)條件和其它特殊要求。 加工Φ60H6的孔，加工精度IT6，查《簡明機(jī)械加工工藝手冊》P10表1—9，加工方法有細(xì)鉸、細(xì)鏜、研磨。而孔的表面粗糙度為0.8，對于D面的平行度為0.1，對于A面的垂直度為0.03，圓柱度為0.01，查《簡明機(jī)械加工工藝手冊》P11表1—11，查得其加工路線為粗鏜—半精鏜—精鏜—細(xì)鏜。對于孔進(jìn)行研磨不方便，因此，不采用。細(xì)鉸不能保證其形位公差，所以也不采用。 加工Φ16H7的孔，加工精度IT7，查《簡明機(jī)械加工工藝手冊》P10表1—9，加工方法有細(xì)鉸，粗拉或鉆孔后精拉，細(xì)鏜，精磨，擠擴(kuò)孔。而孔的表面粗糙度為3.2，考慮到加工的經(jīng)濟(jì)和方便，查《簡明機(jī)械加工工藝手冊》P11表1—11，查得其加工路線為鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸—細(xì)鉸。由于孔在零件的位置和形狀，采用粗拉或鉆孔后精拉，不能對孔進(jìn)行加工。而細(xì)鏜又會在加工中增加設(shè)備和工序，不夠經(jīng)濟(jì)。精磨孔不方便；擠擴(kuò)孔，不能保證孔的位置和精度要求，所以這些加工方法不選擇。 加工底面，查《簡明機(jī)械加工工藝手冊》P9表1—8，加工方法有刨削及銑削，拉削，磨削，研磨，滾壓，刮研，由于其表面粗糙度為0.8，查《簡明機(jī)械加工工藝手冊》P12表1—12，其加工方法應(yīng)為粗銑—精銑—刮研。刨削及銑削不能保證其表面粗糙度，拉削加工不方便，磨削、研磨滾壓等均不能對工件方便的加工。 平面的加工 加工要求 加工方案 說明 IT7~IT8 表面粗糙度Ra(2.5~1.6) μm 粗刨—半精刨— 精刨 1. 因刨削生產(chǎn)率較低故常只用于單件 和中小批生產(chǎn) 2. 加工一般精度的未淬硬表面 3. 因調(diào)整方便故適應(yīng)性較大，可在工件的一次裝夾中完成若干平面、斜面、倒角、槽等加工 IT7 表面粗糙度Ra(2.5~1.6) μm 粗銑—半精銑—精銑 1. 大批大量生產(chǎn)中一般平面加工的典型方案 2. 若采用高速密齒精銑，質(zhì)量和生產(chǎn)率更有所提高 IT5~IT6表面粗糙度 Ra(0.8~0.1μm) 粗刨(銑)—半精刨(銑)—精刨(銑)—刮研 1. 刮研可達(dá)很高的精度(平面度、表面接觸斑點(diǎn)數(shù)、配合精度) 2. 但勞動量大，效率低、故只適用于單件、小批生產(chǎn) IT5 表面粗糙度 Ra(0.8~0.2μm) 粗刨(銑)—半精刨(銑)—精刨(銑)—寬刀低速精刨 1. 寬刀低速精刨可大致取代刮研 2. 適用于加工批量較大，要求較高的不淬硬平面 IT5~IT6表面粗糙度 Ra(0.8~0.2μm) 粗銑—半精銑—粗磨—精磨 1. 適用于加工精度要求較高的淬硬和不淬硬平面 2. 對要求更高的平面可后續(xù)滾壓或研磨工序 IT8 表面粗糙度 Ra(0.8~0.2μm) 粗銑—拉削 1. 適用于加工中、小平面 2. 生產(chǎn)率很高，用于大量生產(chǎn) 3. 刀具價格昂貴 IT7~IT8表面粗糙度 Ra(2.5~1.6μm) 對大型圓盤、圓環(huán)等回轉(zhuǎn)零件的端平面，一般常在車床（立式車床）上與外圓（或孔）一同加工（粗車—半精車—精車），這還可保證它們之間的相互位置精度 其余的加工表面的加工方法及加工路線的選擇方法按上面的方法進(jìn)行查表選擇。 2.5.2加工工藝路線的擬訂 工藝方案一： 00 領(lǐng)取毛坯鑄件 05 人工時效 10 粗銑底面 15 粗鏜孔Φ60H6處 20 銑左右端面 25 銑底部右端面 30 鉆M20-7H，Φ32H7，M8-7H等處的孔 35 鉆Φ10H9處的孔 40鉆Φ35H8，Φ5，Φ18H8，M6-7H等處的孔 45 鉆孔Φ16H7，Φ32H8處孔 50 鉆孔Φ10H7處 55 檢驗 60 去應(yīng)力處理 65 精銑底面 70 粗、精銑槽49×10處 75 半精鏜孔Φ60H6處 80 精銑左右端面 85 精銑底部右端面 90 擴(kuò)—粗鉸—精鉸 M20-7H，Φ32H7 ，M8-7H等處的孔 95 擴(kuò)—粗鉸—精鉸 Φ10H9處的孔 100 擴(kuò)—粗鉸—精鉸 Φ35H8，Φ5， Φ18H8，M6-7H等處的孔 105 擴(kuò)—粗鉸—精鉸 Φ16H7，Φ32H8處孔 110 擴(kuò)—粗鉸—精鉸 Φ10H7處的孔 115 精鏜Φ60H6處的孔 120 細(xì)鉸Φ32H7的孔 125 細(xì)鉸Φ16H7的孔 130 細(xì)鉸Φ10H7的孔 135 細(xì)鏜Φ60H6的孔 140 攻螺紋M6-7H 145 攻螺紋M20-7H，M8-7H 150 刮研底面 155 終檢 工藝方案二： 00 領(lǐng)取毛坯鑄件 05 人工時效 10 銑底面 15 銑左右端面 20 銑底部右端面 25 精銑底面 30 精銑左右端面 35 精銑底部右端面 40鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸—細(xì)鉸M20-7H，Φ32H7，M8-7H等處的孔 45 鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸Φ10H9處的孔 50 鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸Φ35H8，Φ5，Φ18H8，M6-7H等處的孔 55 鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸—細(xì)鉸Φ16H7，Φ32H8處孔 60 鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸—細(xì)鉸Φ10H7處 65 檢驗 70 去應(yīng)力處理 75 粗、精銑槽49×10處 80粗鏜—半精鏜—精鏜孔—細(xì)鏜Φ60H6處 85 攻螺紋M6-7H 90 攻螺紋M20-7H，M8-7H 100 刮研底面 105 終檢 選擇工藝路線方案一，是按工序分散原則組織工序，設(shè)備及工藝裝備結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整和維修方便，工人容易掌握操作技術(shù)，生產(chǎn)準(zhǔn)備簡單，易于平衡工序時間，易適應(yīng)產(chǎn)品變換，可采用最合理的切削用量，既可縮減機(jī)動時間，又可更好的保證各個加工表面的加工質(zhì)量。而方案二采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專用設(shè)備，使投資大，調(diào)整和維修復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。根據(jù)零件的形狀和生產(chǎn)批量為成批，選擇工藝方案一。 2.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 加工余量是指在加工過程中，所切去的金屬層厚度。余量有工序余量和加工總余量（毛坯余量）之分。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差；加工總余量是毛坯尺寸與零件設(shè)計尺寸之差。 為了便于加工，工序尺寸都按“入體原則”標(biāo)注極限偏差。影響加工余量的因素有 1.) 上工序的各種表面缺陷和誤差因素 表面粗糙度Ra和缺陷層Da 上工序的尺寸公差Ta 上工序的形位誤差ρa(bǔ) 2.) 本工序加工時的裝夾誤差。 確定加工余量的方法有經(jīng)驗估算法、查表法和分析計算法。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查《簡明機(jī)械加工工藝手冊》，分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下： Φ60H6的孔 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度μm 135 細(xì)鏜 0.1 IT6 Φ60 1.6 115 精鏜 1.3 IT8 Φ59.9 1.6 75 半精鏜 4 IT11 Φ58.6 3.2 15 粗鏜 13.5 IT12 Φ54.6 6.3 Φ16H7的孔 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度μm 125 細(xì)鉸 0.01 IT7 Φ16 3.2 105 擴(kuò)鉸孔 2 IT8 Φ16 3.2 45 鉆孔 2.01 IT11 Φ14 6.3 底面 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 工序尺寸 表面粗糙度μm 150 刮研 0.5 130 0.8 65 精銑 0.5 130.5 3.2 10 粗銑 1 131 6.3 2.7 選擇機(jī)床設(shè)備及工藝裝備 工序集中或工序分散的原則確定之后，設(shè)備的類型就基本確定了。在選擇設(shè)備時，還應(yīng)考慮機(jī)床的主要規(guī)格尺寸與工件的外形尺寸相適應(yīng)，機(jī)床的精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)，與現(xiàn)有的加工條件相適應(yīng)。 工藝裝備的選擇主要指夾具、刀具等的選擇，它們對工序的加工精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性有直接的影響。 根據(jù)所選的生產(chǎn)現(xiàn)場為實習(xí)工廠的實際條件，為了滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)選用各工序所用的設(shè)備為： 10 X5012銑床，銑刀，專用夾具， 15 T68鏜床，鏜刀，專用夾具， 20 X5012銑床，銑刀，專用夾具， 25 X5012銑床，銑刀，專用夾具， 30 Z5135鉆床，鉆頭Φ6，Φ18，Φ30，專用夾具 35 Z5135鉆床，鉆頭Φ8，專用夾具 40 Z5135鉆床，鉆頭Φ4，Φ5，Φ15，Φ32，專用夾具 45 Z5135鉆床，鉆頭Φ30，Φ14，專用夾具 45 Z5135鉆床，鉆頭Φ8，專用夾具 65 X5012銑床，銑刀，專用夾具， 70 X5012銑床，銑刀，角度銑刀，專用夾具， 75 T68鏜床，鏜刀，專用夾具 80 X5012銑床，銑刀，專用夾具 85 X5012銑床，銑刀，專用夾具 90 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，Φ8，Φ20，Φ32，專用夾具 95 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，Φ10，專用夾具 100 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，Φ5，Φ35，Φ18，Φ6，專用夾具 105 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，Φ32，Φ16，專用夾具 110 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，Φ8，專用夾具 115 T68鏜床，鏜刀，專用夾具 120 Z5135鉆床，絞刀Φ32，專用夾具 125 Z5135鉆床，絞刀Φ16，專用夾具 130 Z5135鉆床，絞刀Φ10，專用夾具 135 T68鏜床，鏜刀，專用夾具 140 絲攻，專用夾具 145 絲攻，專用夾具 150 刮刀，專用夾具 3 尾座體的工裝設(shè)計 3.1 夾具概述 3.1.1 概述 夾具指的是在機(jī)械加工過程中，為保證加工精度而采用的保證工件相對于機(jī)床和刀具正確相對位置，并保證加工過程中不因受外力的作用而改變已有正確位置的工藝裝備的總稱。 由上述可知，夾具的作用之一是保證工件在工藝系統(tǒng)中相對于機(jī)床和刀具具有正確的位置，這一過程稱為“定位”。正確地定位是工件表面成形的前提。在加工過程中，工件要受到切削力、慣性力、重力等的作用，因此夾具的另一作用就是要保證 工件在外力的作用下仍能保持其正確位置。這兩方面的作用稱為“安裝”。通過正確地安裝，可以保證加工精度、穩(wěn)定加工質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低加工成本、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍、實現(xiàn)一機(jī)多能、減輕勞動強(qiáng)度、保證安全生產(chǎn)、平衡工序時間。在工藝系統(tǒng)中，夾具不僅影響系統(tǒng)剛性，更影響加工精度。在某些情況下，夾具是實現(xiàn)特殊零件加工廠的必要裝備。 隨著機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，新型夾具不斷涌現(xiàn)，機(jī)床夾具的類型也愈來愈多。在生產(chǎn)應(yīng)用中，按專門化程度分如下幾類： (1) 通用夾具 通用夾具指已標(biāo)準(zhǔn)化、具有較大適用范圍的夾具。如三爪自定心卡盤、 四爪單動卡盤、萬能分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具通用性強(qiáng)，一般用于單件小批生產(chǎn)。 (2) 專用夾具 專用夾具是指根據(jù)零件加工過程中某一工序的加工要求而設(shè)計的。其結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，可有效的保證加工精度、提高工作效率。 (3) 可調(diào)整夾具 可調(diào)整夾具包括通用可調(diào)夾具和專用可調(diào)夾具。其共同特征是：在完成一種工件的加工后，經(jīng)過調(diào)整或更換個別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或工藝相似的多種工件。 (4) 專門化拼裝夾具 這類夾具是針對特定工序要求，由通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件拼裝而成。它具有通用夾具和專用夾具的特點(diǎn)。 (5) 自動線夾具 這類夾具包括自動線用夾具和數(shù)控機(jī)床夾具。 按機(jī)床的類型分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床.夾具等。 按動力源的不同可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電磁夾具。 雖然夾具的結(jié)構(gòu)多種多樣，但根據(jù)元件或機(jī)構(gòu)的作用，其組成包括下列幾部分。 (1) 定位裝置 其作用是確定工件在夾具體中的位置，即通過它使工件加工時相對于刀具及切削成形運(yùn)動處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。 (2) 夾緊裝置 它將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時防止或減小振動。 (3) 對刀、引導(dǎo)元件 這類元件的共同作用是保證工件與刀具之間的正確加工位置，如鉆套、對刀塊等。 (4) 聯(lián)接元件 其作用是保證機(jī)床與夾具之間的正確相對位置，如定向鍵、心軸錐柄等。 (5) 夾具體 一般是指夾具體上最大、最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件，是夾具的基座或支架。其作用是把夾具各組成部分連接為一個整體。 (6) 其它元件或裝置 除上述的各部分以外的元件或裝置，其作用是完成夾具工作時一些必要的動作。如某些夾具上的分度裝置，上下料裝置、工件抬起裝置等。 3.1.2 定位方案及定位元件 為使一批工件中的每一個工件放在夾具中都能獲得一致的位置，必須 通過工件上的定位基準(zhǔn)與夾具中的定位元件相接觸或相配合。由于工件的形狀多種多樣，故定位基準(zhǔn)各不相同，所以要合理的選擇、設(shè)計、安置定位元件，以達(dá)到定位的目的。 選擇合理的定位基準(zhǔn)的原則： 1) 定位基準(zhǔn)必須與工藝基準(zhǔn)重合，并盡量與設(shè)計基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。當(dāng)定位基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)或設(shè)計基準(zhǔn)不重合時，需要進(jìn)行必要的加工尺寸及其公差的換算。 2) 應(yīng)選擇工件上最大的平面，最長的圓柱面或圓柱軸線為定位基準(zhǔn)，以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定可靠。 3) 在選擇定位元件時，應(yīng)以六點(diǎn)定位原理來分析，要盡量避免過定位現(xiàn)象。 4) 在工件各加工工序中，力求采用統(tǒng)一基準(zhǔn)，以避免因基準(zhǔn)更換而降低工件各表面的相互位置精度。 定位元件的設(shè)計 定位元件要求 1) 足夠的精度 由于工件的定位是通過定位副的配合（或接觸）實現(xiàn)的。定位元件上限位基面的精度直接影響工件的定位精度。因此，限位基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)工件的加工要求。 2) 足夠的強(qiáng)度和剛度 定位元件不僅限制工件的自由度，還支承工件，承受夾緊力和切削力的作用。因此，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用中變形和損壞。 3) 耐磨性好 工件的裝卸會磨損定位元件的限位基面，導(dǎo)致定位精度下降。定位精度下降到一定程度，定位元件必須更換，否則夾具不能繼續(xù)使用。為了延長定位元件的更換周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應(yīng)有較好的耐磨性。 4) 工藝性好 定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于加工、裝配和更換。 工件以圓孔定位時的定位元件 工件以圓孔內(nèi)表面作為定位基面時，常用以下定位元件。 1）圓柱銷 2）圓柱心軸 3）圓錐心軸 工件在錐度心軸上定位時，并靠工件定位圓孔與心軸限位圓柱面的彈性變形夾緊工件。 3.1.3 夾緊裝置 3.1.3.1夾緊裝置的組成 夾緊裝置的種類很多，但其結(jié)構(gòu)均有兩部分組成。 1. 產(chǎn)生力的部分——動力裝置 夾緊力的來源，一是人力；二是某種裝置所產(chǎn)生的力。能產(chǎn)生力的裝置稱為夾具的動力裝置。常見的動力裝置有：液壓裝置、氣壓裝置、電磁裝置、電動裝置、氣—液聯(lián)動裝置和真空裝置等。 2. 傳遞力的部分——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)。手動夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)還應(yīng)具有良好的自鎖性，以保證人力的作用停止后，還能可靠的夾緊工件。 3.1.3.2對夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求 1) 夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 2) 夾緊力的大小適當(dāng)。既要保證工件在整個加工過程中其位置穩(wěn)定不變，振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。 3) 工藝性好。夾緊裝置的復(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，其機(jī)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。 4) 使用性好。夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 夾緊機(jī)構(gòu)的種類雖然很多，但其結(jié)構(gòu)大都以斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)和鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)。 3.1.3.3夾緊力方向與作用點(diǎn)選擇 確定夾緊力就是確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三要素。 夾緊力的方向和作用點(diǎn)的確定 1) 夾緊力應(yīng)朝向主要限位面 2) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi) 3) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件的加工表面 3.1.3.4夾緊力大小的確定 夾緊力的大小與工件所受的切削力、重力、慣性力和摩擦力的大小有關(guān)，根據(jù)靜力平衡條件計算出理論夾緊力W，乘以安全系數(shù)K得實際夾緊力WS，即 WS=WK 式中 WS——實際夾緊力 W——計算出理論夾緊力 K——安全系數(shù) 3.1.4 定向鍵、對刀塊 3.1.4.1定向鍵 為保證加工面的形狀，加工時必須保證心軸的軸心與走刀方向平行，因此在夾具底面銑出一條與心軸軸心平行的鍵槽，在槽的兩端嵌入兩個定向鍵，并用沉頭螺釘與夾具體底部聯(lián)結(jié)。 3.1.4.2對刀塊 對刀裝置包括對刀塊和塞尺。它可以迅速而正確地確定夾具與刀具間的相對位置。設(shè)計、選用對刀裝置時，應(yīng)根據(jù)加工表面的形狀，確定對刀塊的結(jié)構(gòu)和所用塞尺的形式。使用時，將塞尺放在刀具和對刀塊之間，憑抽動的松緊感覺來判斷，以適度為宜。 對刀塊有圓形對刀塊、方形對刀塊、直角對刀塊和側(cè)裝對刀塊。 對刀用的塞尺分為對刀平塞尺和對刀圓柱塞尺。 3.1.5夾具體 夾具的有關(guān)元件、機(jī)構(gòu)和裝置都安裝在夾具體上，并通過夾具體安裝在機(jī)床上。夾具體的結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小，主要取決于工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸大?。粖A具上所選用的元件及其布局；夾具與機(jī)床的連接方式等。 夾具體毛坯的選擇，需要考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)化的可能以及工廠的具體條件。制造夾具體的四種基本方法是鑄造、鍛造、焊接和組合式。 在設(shè)計夾具時 （1） 應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。加工工件時，為了防止在切削力、夾緊力等外力的作用下，夾具產(chǎn)生不允許的變形和振動，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。 （2） 力求結(jié)構(gòu)簡單、重量輕。夾具的外形一般尺寸較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且各表面的相互位置精度要求高，應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性。同時在滿足剛度及強(qiáng)度的前提下，盡可能減輕重量、縮小體積。 （3） 應(yīng)便于排除切屑。加工過程中為了防止切屑聚集，影響工件的正確定位和夾具的正常操作，因此在設(shè)計夾具體時應(yīng)盡量考慮切屑的排除問題。若加工中生產(chǎn)的切屑不多，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離，以增加容屑空間；加工中生產(chǎn)切屑較大時，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑溝。 （4） 在機(jī)床上安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠。對于固定在機(jī)床上的夾具應(yīng)使其重心盡量低；對于不固定在機(jī)床上的夾具，則其重心和切削力作用點(diǎn)，應(yīng)落在夾具體的支承范圍以內(nèi)，重心越高夾具支承面積越大。為了使夾具安裝穩(wěn)定可靠，夾具體底面中部通常挖空。對于翻轉(zhuǎn)式或移動式夾具體，應(yīng)在夾具體上設(shè)置手柄或手扶部位以便于操作。對于大型夾具，在夾具體上吊環(huán)螺栓和起重孔，以方便調(diào)運(yùn)。 （5） 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟(jì)性。夾具體有三個重要的表面，直接影響到夾具的裝配精度，即夾具底面、安裝定位元件和引導(dǎo)裝置的表面以及夾具安裝時的校正基面。在加工這些表面時，通常是以夾具體底面作為定位基準(zhǔn)，因此在考慮夾具體結(jié)構(gòu)時，應(yīng)便于達(dá)到這些表面的加工要求。在夾具體上供安裝各種元件的表面，一般應(yīng)鑄出3~5mm的凸臺，以便于減少加工面積。 3.1.6標(biāo)注尺寸和公差配合 夾具裝配圖應(yīng)標(biāo)注下列內(nèi)容： 夾具外形輪廓尺寸，結(jié)構(gòu)中主要活動件的裝配尺寸和外形尺寸，還應(yīng)包括可動部分處于極限位置的移動范圍尺寸； 工件定位基準(zhǔn)與定位元件間的聯(lián)系尺寸和配合尺寸； 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸或與導(dǎo)向元件的配合尺寸； 夾具與機(jī)床安裝連接部分的尺寸和配合尺寸； 與測量有關(guān)的測量基面的位置尺寸和公差； 夾具內(nèi)部其他配合尺寸； 有關(guān)夾具制造、裝配、使用、調(diào)整、維修和定期檢驗等的特殊技術(shù)要求和說明； 夾具保證工件加工精度和影響安裝使用的主要尺寸以及某些表面形位公差的技術(shù)工件； 定位元件和導(dǎo)向元件以及對刀元件的復(fù)驗尺寸和磨損極限尺寸。 3.2 銑槽夾具設(shè)計 3.2.1 加工要求 為了提高勞動生產(chǎn)要求，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。專用夾具設(shè)計得是否合理，直接影響工件的質(zhì)量、產(chǎn)量和加工成本。經(jīng)過與指導(dǎo)老師的協(xié)商，決定設(shè)計70號工序銑槽。 槽為49X10 , 45°的斜面，用于連接底板，使尾座體在車床上滑動。 本工序的加工要求為：表面粗糙度為Ra3.2。 本工序的加工條件為：X5012銑床，立銑刀和角度銑刀，左右端面已粗加工，底部右側(cè)端面粗加工，底面精加工，各處的孔都已鉆出。 加工槽應(yīng)考慮保證表面糙度的要求及它的加工位置。所選的加工工序決定了要采用銑床夾具。 3.2.2銑床夾具的主要類型 1)直線送進(jìn)的專用銑床夾具 這類夾具安裝在銑床工作臺上，加工中工作臺是按直線方式運(yùn)動的。 在銑削加工中，為了提高夾具的工作效率，對于這類銑床夾具，可采用聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)和氣動、液壓傳動裝置；也可采用多件多工位夾具使加工的機(jī)動時間和裝卸工件的時間重合等措施。 2) 圓周送進(jìn)的專用銑床夾具 圓周銑削法的送進(jìn)運(yùn)動是連續(xù)，能在不停車的情況下裝卸工件，因此是一種高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)。 設(shè)計圓周送進(jìn)銑床夾具時應(yīng)注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少銑刀的空程和夾具的尺寸和重量；手柄沿轉(zhuǎn)臺的四周分布以便于操作，盡可能采用氣動液壓等機(jī)械化夾緊方式以減輕工人勞動強(qiáng)度。 3)機(jī)械仿形送進(jìn)的靠模夾具 靠模夾具是用來加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送進(jìn)運(yùn)動和由靠模獲得的輔助運(yùn)動形成加工所需要的仿形運(yùn)動。因此按照送進(jìn)運(yùn)動的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分為直線送進(jìn)和圓周送進(jìn)的兩種。采用靠模夾具一般萬能銑床上加工出所需要的成形面以代替價格昂貴的靠模銑床加工，這對于中小廠來說，通過采用夾具來擴(kuò)大機(jī)床工藝用途，以解決缺少特殊設(shè)備問題，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 3.2.3 定位方案的選擇 3.2.3.1 選擇定位方案 方案一：根據(jù)工序的加工要求，工件在夾具中的定位以φ60H6處的孔為主要定位基準(zhǔn)，限制4個自由度，以底面限制1個旋轉(zhuǎn)的自由度，一以底部右側(cè)端面限制1個移動自由度。 圖1 定位方案 方案二：根據(jù)工序的加工要求，工件在夾具中的定位以底面限制3個自由度，底部右側(cè)端面限制2個自由度，上表面限制一個自由度1個自由度。 圖3 定位方案 方案一，有利于保持加工精度，而且方便夾具的設(shè)計制造，夾緊的方向指向定位元件剛性較大的方向。而方案二，不容易保證加工的精度，當(dāng)夾緊力過大就會引起定位元件變形，使工件的加工形狀改變。 綜合考慮這兩個方案，及本工序的加工具體情況，采用方案一。 由于工件的定位方案已確定，根據(jù)確定的方案。選擇的定位元件結(jié)構(gòu)如圖（附錄3）所示。φ60H6的孔采用圓柱心軸定位，采用螺母夾緊，壓塊控制工件的旋轉(zhuǎn)，用壓塊控制工件的旋轉(zhuǎn)。 3.2.3.2定位誤差分析計算 六點(diǎn)定則解決了工件自由度的限制問題，即工件在夾具中位置“定與不定”的問題。還要考慮工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)的問題”。由于一批工件逐個在夾具上定位時，各工件實際所占據(jù)的位置不完全一致。加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差，稱為定位誤差，用△D表示。工件位置“準(zhǔn)”與“不準(zhǔn)”更確切的說是加工尺寸的工序基準(zhǔn)位置是否一致。產(chǎn)生定位誤差的原因有： 基準(zhǔn)不重合誤差△B 基準(zhǔn)位移誤差△Y 計算定位誤差△D的方法 兩種特殊情況 1. △Y≠0， △B = 0 時，△D=△Y 2. △B≠0， △Y = 0 時，△D=△B 一般情況 工序基準(zhǔn)不在定位面上 △D=△Y+△B 工序基準(zhǔn)在定位面上 △D=△Y±△B 心軸與工件φ60H6處的孔配合為φ54.6H7/p6，由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，△B=0，影響位置精度的定位誤差為： △ D=△Y===0.028㎜ 3.2.4 夾緊裝置的確定 一般銑削加工切削用量較大，切削力也較大，又因為銑刀刀齒的不連續(xù)切削，故切削振動較大，因此要求有足夠大的夾緊力。夾緊力的方向應(yīng)指向主要定位面的定位元件心軸上。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)在心軸上。示意圖如下： 為考慮夾緊動作迅速，以及結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，所以采用快速螺旋夾緊裝置，在裝置中使用開口墊圈方便工件的夾緊和裝卸。其動力部分由人力提供。 3.2.5 定位鍵、定向鍵、對刀塊的確定 3.2.5.1 定向鍵 技術(shù)條件：（1）材料：45鋼; （2）熱處理：HRC40-45; 根據(jù)所選的加工設(shè)備，T形槽的寬度，確定定向鍵的形狀如圖 3.2.5.2定位鍵 技術(shù)條件： （1）材料：45鋼; （2）熱處理：HRC40-45; 根據(jù)所選的加工設(shè)備，T形槽的寬度，確定定向鍵的形狀如圖如下： 3.2.5.2對刀塊 為使刀具與被加工槽處的相對位置能迅速而準(zhǔn)確的對準(zhǔn)，在夾具上采用對刀塊，它在夾具上的位置應(yīng)放在刀具開始銑削的前端。對刀塊的工作面與心軸之間應(yīng)有一定的位置尺寸要求，待校正后，用定位銷定位，用螺釘固緊。 由于本工序要求加工槽和斜面，因此， 需要選擇的對刀塊為直角對刀塊，選用的塞尺為對刀平塞尺。對刀塊的結(jié)構(gòu)尺寸如圖： 3.2.6 夾具體的確定 銑床夾具的夾具體要承受較大的切削力，因此要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。夾具的安裝面應(yīng)足夠大，且盡可能作成周邊接觸形式。銑床夾具大都在夾具體上設(shè)計耳座，并通過螺栓將夾具牢固地緊固在機(jī)床工作臺的T形槽中。 該夾具體采用鑄造方法制作毛坯。毛坯材料用HT200。毛坯件需進(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。能夠用于切削負(fù)荷大、振動大的場合。 技術(shù)要求： 1、夾具體鑄成后應(yīng)清理鑄件，并進(jìn)行時效處理 2、鑄件不得有砂眼、氣孔、縮松、裂紋等缺陷 3、零件加工表面上，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷 夾具體示意圖如下： 3.2.7銑槽夾具的確定 夾具的使用說明 將夾具體通過定向鍵與工作臺的T型槽相結(jié)合，通過耳座用螺栓夾緊，使夾具體固定在工作臺上。 在使用所設(shè)計的夾具時，通過心軸將工件放在夾具體中，進(jìn)行定位，底部處的壓塊限制工件的旋轉(zhuǎn)，然后用螺母將其夾緊，這樣就可通過對刀裝置對工件進(jìn)行銑削加工，更換銑刀為45°角度銑刀銑削工件的斜面。完成加工后輕擰開螺母，將開口墊圈取出，使工件可以方便的從夾具體上取出，從而提高生產(chǎn)效率。 其示意圖如下： 3.3鏜模夾具設(shè)計 3.3.1 加工要求 通孔Φ60H6，在加工過程中是一個非常重要的加工基準(zhǔn)。該孔的加工過程為粗鏜——半精鏜——精鏜——細(xì)鏜?，F(xiàn)只設(shè)計粗鏜的夾具設(shè)計,毛胚的孔徑為Φ41.1，加工余量為13.5，加工后的孔徑為Φ54.6，表面粗糙度為6.3，公差等級為IT12. 本工序的加工條件為：T68鏜床，底面已經(jīng)粗銑過了。 3.3.2 鏜孔工具設(shè)計 3.3.2.1 鏜桿設(shè)計 鏜桿引導(dǎo)部分的結(jié)構(gòu)見下圖。圖a為開油槽圓柱鏜桿，與鏜套接觸面積大，潤滑不好，磨損大，加工時切屑容易進(jìn)入鏜套出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。但結(jié)構(gòu)簡單，剛性好。圖b、c為有較深的直槽和螺旋槽鏜桿，它與鏜套接觸面積小，容屑空間較大，但剛度較低。圖d是鑲滑塊的導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，它與導(dǎo)套的摩擦面積小，容屑量大，不易“卡死”?；瑝K宜采用摩擦系數(shù)小和耐磨的材料，如銅或鋼。滑塊磨損后，可在滑塊底部加墊片，重新修磨外圓。 a圖 b圖 c圖 d圖 3.3.2.2 浮動接頭 雙支承鏜模的鏜桿均采用浮動接頭與機(jī)床主軸連接。鏜桿1上撥動銷3插入接頭體2的槽中，鏜桿與接頭體之間留有浮動間隙，能補(bǔ)償鏜桿軸線與機(jī)床主軸軸線間的角度和平移偏差。 浮動接頭 1—鏜桿 ；2-接頭體 ；3-撥動銷 3.3.3定位方案及定位元件的設(shè)計 3.3.3.1 定位方案的選擇 方案一： 工件在夾具中的定位以底面為重要定位基準(zhǔn)，限制3個自由度，底部右端面限制2個自由度，側(cè)面限制1個自由度。 方案二：工件在夾具中的定位以端面為重要定位基準(zhǔn)，限制3個自由度，底面限制2個自由度，側(cè)面限制1個自由度 方案一，作為重要基準(zhǔn)的底面已是經(jīng)過粗加工的，可以作為基準(zhǔn)，來保證孔的加工質(zhì)量。而方案二，作為重要基準(zhǔn)的端面是未經(jīng)過任何加工的，不可將其作為基準(zhǔn)，來加工孔，否則將無法保證孔的加工質(zhì)量。且方案一方便夾具的設(shè)計制造所以選擇方案一來作為定位方案。 3.3.3.2定位元件的設(shè)計 鏜套的種類有固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套。如下圖所示： 該固定式鏜套，外形尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，同軸度好，適用于低速擴(kuò)孔、鏜孔。B型還能自動潤滑，可減小鏜套和鏜桿間的摩擦。 該回轉(zhuǎn)式鏜套，徑向尺寸小，有較好的抗震性，適用于孔徑較小，轉(zhuǎn)速不高的半精加工。 3.3.4夾緊裝置的確定 為考慮夾緊動作的迅速，以及結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，所以采用螺旋夾緊裝置。其動力部分由人力提供。 3.3.5底座和支架設(shè)計 鏜模支架用于安裝鏜套和承受切削力；鏜模底座要承受工件和鏜模上所有裝置的重量和切削力、加緊力。因此支架和底座的剛性要好，變形小。鏜模支架上不能安裝加緊機(jī)構(gòu)，以免夾緊反力使支架變形而影響鏜孔精度；應(yīng)采用圖3-5-3（b）所示結(jié)構(gòu)，夾緊反力由鏜摸底座來承受。底座上還應(yīng)設(shè)置供起吊用的吊環(huán)或起重螺栓。 （a） （b） 不允許鏜模支架承受夾緊反力 1-夾緊螺釘； 2-鏜模支架 3-工件； 4-鏜模底座 3.3.5.1支架的確定 該支架用鑄造方法來制作毛坯。毛坯的材料為HT200. 技術(shù)要求： 1、夾具體鑄成后應(yīng)清理鑄件，并進(jìn)行時效處理 2、鑄件不得有砂眼、氣孔、縮松、裂紋等缺陷 3、零件加工表面上，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷 所設(shè)計的支架示意圖如下： 3.3.5.2底座的確定 該底座用鑄造方法來制作毛坯。毛坯的材料為HT200. 技術(shù)要求： 1、夾具體鑄成后應(yīng)清理鑄件，并進(jìn)行時效處理 2、鑄件不得有砂眼、氣孔、縮松、裂紋等缺陷 3、零件加工表面上，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷 所設(shè)計的支架示意圖如下： 3.3.6鏜孔夾具的確定 夾具的使用說明： 鏜桿、支架采用單面雙導(dǎo)向的布置形式： 機(jī)床主軸和鏜桿之間浮動接頭連接，鏜桿與接頭體之間留有浮動間隙，能補(bǔ)償鏜桿軸線與機(jī)床主軸軸線間的角度和平移偏差。 工件通過夾具上的螺旋夾緊裝置牢牢的固定在底座上。底座上有起重螺釘可以方便的將夾具放置到工作臺上。 其示意圖如下： 4．全文總結(jié) 4.1本文的主要工作 本設(shè)計分為二個部分：工藝規(guī)程設(shè)計、夾具設(shè)計。 工藝規(guī)程設(shè)計部分，主要是對尾座體零件分析后，確定毛坯的形式，選擇定位夾緊方式，擬訂出恰當(dāng)?shù)募庸ぢ肪€，確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差，選擇機(jī)床設(shè)備及工藝裝備。 夾具設(shè)計部分，主要是銑槽和鏜孔的夾具設(shè)計，包括定位方案及定位元件的設(shè)計，夾緊裝置的設(shè)計，對刀裝置的設(shè)計，夾具體的設(shè)計。 4.2畢業(yè)設(shè)計心得 通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對產(chǎn)品設(shè)計過程有了進(jìn)一步的認(rèn)識，對結(jié)構(gòu)設(shè)計有了更進(jìn)一步的了解，也加深了對大學(xué)四年中所學(xué)的基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和理解。畢業(yè)設(shè)計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設(shè)計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計時就必須考慮，所設(shè)計的機(jī)構(gòu)是否合理在實際運(yùn)用中能否正常工作。畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)會了從實際出發(fā)設(shè)計產(chǎn)品，而不僅僅考慮理論上的可行性。 在本次課程設(shè)計的制作過程中，我深深的體會到一個看似簡單的機(jī)構(gòu)其實并不像我們想象中的那么簡單，它所要考慮的東西還很多。要完善一個產(chǎn)品首先應(yīng)該對其功能作用有充分的了解，然后對實現(xiàn)這些功能的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，考慮哪種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能，哪種結(jié)構(gòu)更加合理、有效、簡便。根據(jù)了解的類似結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)分析，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)、創(chuàng)新，爭取用最低的成本實現(xiàn)最先進(jìn)的功能。最后再根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計出各個零件，應(yīng)當(dāng)考慮到零件的加工、材料、成本等問題。 在設(shè)計過程中，賀老師給予了我悉心指導(dǎo)，提出好的建議，使我獲益良多。同學(xué)之間互相研討，共同解決問題，互相幫助，互相學(xué)習(xí)，使我體會到了團(tuán)隊的可貴，懂得了團(tuán)隊精神的重要性。 畢業(yè)設(shè)計是我在學(xué)校的最后一次答卷，我也把它看成是我邁向社會的第一步。通過本次設(shè)計，雖然收獲很大，也有一些不足之處，在設(shè)計工藝的過程中，一些方案的選擇還不十分正確，在確定毛坯的加工余量有一些問題；在夾具設(shè)計部分，夾具的一些工藝性不夠完善，一些尺寸標(biāo)注不夠完全。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 [2] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 [4] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出