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分 類 號(hào)
密 級(jí)
寧寧波大紅鷹學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
機(jī)電學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造極其自動(dòng)化
班 級(jí)
08機(jī)自6
姓 名
方海濤
學(xué) 號(hào)
08141010610
指導(dǎo)老師
楊豫新
2012年3月18日
誠 信 承 諾
我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器加工工藝及夾具設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。
承諾人（簽名）：
年 月 日
摘 要
零件的加工工藝編制，在機(jī)械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關(guān)系到零件最終能否達(dá)到質(zhì)量要求；夾具的設(shè)計(jì)也是不可缺少的一部分，它關(guān)系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機(jī)械加工行業(yè)中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
這次設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。
通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器零件圖的分析及結(jié)構(gòu)形式的了解，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器進(jìn)行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術(shù)要求和精度分析。本課題對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器加工進(jìn)行探索，設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的工藝流程及工藝裝備。在產(chǎn)品的加工過程中，工件在夾具內(nèi)的定位和夾緊顯得特別重要。須根據(jù)六點(diǎn)定位對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行合理的定位，欠定位、完全定位還是過定位都須根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)過程決定。夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設(shè)備。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設(shè)計(jì)在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和制造成本。本文通過分析支承套的結(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。通過對(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，又比較簡潔的裝置。
關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器，工藝流程，工藝裝備，夾具，專用夾具
Abstract
Preparation of parts of the processing technology, processing machinery occupies a very important position, part preparation process was reasonable, which is directly related to the final part quality requirements can be met; fixture design is an indispensable part, it is related to whether can improve its processing efficiency problem. Therefore, both in the machining industry is a very important link.
This design mainly experienced two stages: the first stage is the machining process planning, the second stage is the special fixture design.
Based on the engine for parts of the analysis and the structural form of understanding, thus the engine gear position device for process analysis, process explanation and analysis the technical requirement and the precision. The subject of the engine for processing carries on the exploration, design a feasible process flow and process equipment. In the product processing process, the workpiece in jig localization and the clamp is particularly important. According to the six point positioning of products to carry on the reasonable localization, owes the localization, locates completely crosses the localization must be according to the actual production process decision. The jig is covered from the processing to the assembled nearly all operating process of a clamping device. Due to the large number of processing operations require fixture, fixture design in manufacturing system becomes very important, it directly affects the machining quality, the productivity and the production cost. In this paper, through the analysis of the supporting sleeve structure and characteristics of the processing requirements, the development of a more reasonable fixture design, so as to guarantee the machining accuracy of parts will provide an economical and practical technology equipment, has some practical value. Based on the analysis and comparison of all kinds of positioning and clamping device, and choose a combination of both to meet the demands of processing, and the relatively simple device.
Key Words: numerical control processing, technical process, craft equipment, jig design,General fixture，Special jig，Drilling fixture， fixture
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
第1章 緒論 1
1.1課題背景 1
1.2機(jī)床夾具的功能 1
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢 2
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 2
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 2
第2章發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.1零件的分析 4
2.1.1零件的作用 4
2.1.2零件的工藝分析 4
2.2確定生產(chǎn)類型 4
2.3確定毛坯 4
2.3.1確定毛坯種類 4
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 4
2.3.3繪制鑄件零件圖 5
圖2.1 零件毛坯圖 5
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 5
2.4.2制定工藝路線 5
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 7
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 7
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 9
2.5.1工序1：粗銑Φ12H7的兩側(cè)面 9
2.5.3工序3：鉆Φ12H7的通孔 10
2.5.4工序4：擴(kuò)Φ12H7的通孔 11
2.5.5工序5：鉸Φ12H7的通孔 12
2.5.6工序6：粗銑a、b面 13
2.5.7工序7：粗銑Φ29孔的兩面 14
2.5.8工序8：精銑Φ29孔的兩面 15
2.5.13工序13：鉆鉸Φ8的孔 16
2.6本章小結(jié) 17
3 專用夾具設(shè)計(jì) 18
3.1鉆孔夾具設(shè)計(jì) 18
3.1.1問題的提出 18
3.1.2夾具的設(shè)計(jì) 18
3.4本章小結(jié) 24
結(jié)論 29
參 考 文 獻(xiàn) 30
第1章 緒論
1.1 機(jī)械加工工藝概述
機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。
機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，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)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。比如一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。
機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對(duì)性了。每個(gè)廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機(jī)械加工工藝流程
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時(shí)定額。
8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
1.3 設(shè)計(jì)夾具的目的
在機(jī)械制造的機(jī)械加工、檢驗(yàn)、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過程中，使用著大量的夾具。所謂夾具就是一切用來固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，接受施工或者檢測的裝置。在機(jī)械制造中采用大量的夾具，機(jī)床夾具就是夾具中的一種。它裝在機(jī)床上，使工件相對(duì)刀具與機(jī)床保持正確的相對(duì)位置，并能承受切削力的作用。機(jī)床夾具的作用主要有以下幾個(gè)方面：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度，因?yàn)橛脢A具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)機(jī)床（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，因?yàn)椴捎脢A具后，工件不需要?jiǎng)澗€找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，因?yàn)槭褂脤Ｓ脢A具可以改變機(jī)床的用途、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，例如，在在車床或搖臂轉(zhuǎn)床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；改善勞動(dòng)條件、保證生產(chǎn)安全，因?yàn)槭褂脤Ｓ脵C(jī)床夾具可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，降低對(duì)工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全。
1.4夾具的分類
（1）通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如， 車床上的三爪卡盤和四爪卡盤、頂尖和雞心夾頭；銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它們有很大的通用性，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶。
（2）專用夾具
專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而專門設(shè)計(jì)的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點(diǎn)。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
（3）組合夾具
組合夾具是在機(jī)床夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，由一整套預(yù)先制造好的，具有各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件，按照組合化的原理，針對(duì)工件的加工要求組裝成各種專用夾具。夾具使用完畢后，可以拆卸，留待組裝新夾具時(shí)使用。
組合夾具的應(yīng)用范圍十分廣泛。它最適合于品種多、產(chǎn)品變化快、新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)等場合，在批量生產(chǎn)中也可利用組合夾具代替臨時(shí)短缺的專用夾具，以滿足生產(chǎn)要求。用組合夾具元件可以組裝成各類機(jī)床夾具。數(shù)控機(jī)床和柔性制造單元的出現(xiàn)，更加推動(dòng)了組合夾具技術(shù)的進(jìn)步，擴(kuò)大了組合夾具的應(yīng)用范圍。
組合夾具具有以下特點(diǎn)：組合夾具元件可供多次使用，但其一旦組裝成某個(gè)夾具后，該夾具結(jié)構(gòu)仍屬專用性，只能一次使用。當(dāng)變換加工對(duì)象時(shí)，一般仍需全部拆開，重新組裝成新夾具結(jié)構(gòu)，以滿足新工件的加工要求。和專用夾具不一樣，組合夾具的最終精度，是靠各組成元件的精度，直接組合來保證的，不允許進(jìn)行任何補(bǔ)充加工，否則無法保證元件的互換性。由于組合夾具是由各標(biāo)準(zhǔn)元件組合起來的，因此剛性較差，尤其是元件連接的結(jié)合面接觸剛度，對(duì)加工精度影響較大。一般組合夾具的外形尺寸較大，不及專用夾具那樣緊湊。這種夾具不受生產(chǎn)類型的限制，可以隨時(shí)組裝，以應(yīng)生產(chǎn)之急。
（4）拼裝夾具
拼裝夾具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的夾具元件，直接按專用夾具的裝配方法（銷釘定位、螺栓緊固）裝配成的專用夾具。采用拼裝夾具大大縮短了專用夾具的設(shè)計(jì)與制造周期，而且當(dāng)產(chǎn)品改型時(shí)原來夾具的大部分元件仍可拆下重新使用，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。
（5）通用可調(diào)夾具
通用可調(diào)夾具是指根據(jù)不同尺寸或種類的工件，調(diào)整或更換個(gè)別定位元件或夾緊元件而形成的專用夾具。加工對(duì)象不很確定，通用范圍較大，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。
（6）成組夾具
成組夾具是指專為加工成組工藝中某一組零件而設(shè)計(jì)的可調(diào)夾具。加工對(duì)象明確，只需調(diào)整或更換個(gè)別定位元件或夾緊元件便可使用，調(diào)整范圍只限于本零件組被的工件，適用于成組加工。
通用可調(diào)夾具和成組夾具都是一種比較先進(jìn)的、繼承性好的新型夾具。采用這兩種夾具可大大減少專用夾具數(shù)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，并可有效地促進(jìn)并實(shí)現(xiàn)機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。
通用可調(diào)夾具與成組夾具的區(qū)別在于：前者的加工對(duì)象不很確定，其更換調(diào)整部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往具有較大的適應(yīng)性，通用范圍大；而成組夾具則是為成組加工工藝中一組零件而專門設(shè)計(jì)的，加工對(duì)象十分明確，可調(diào)范圍也只限于本組內(nèi)的零件，因此后者亦稱為專用可調(diào)夾具。
1.5 專用夾具的組成
（1）定位裝置
這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時(shí)相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)處于正確的位置，如支撐釘、支撐板、V形塊、定位銷等。
（2）夾緊裝置
它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)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(shí)防止或減小振動(dòng)。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動(dòng)裝置（如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔、凸輪等）以及動(dòng)力裝置（如氣缸、油缸）等。
（3）對(duì)刀—引導(dǎo)裝置
它的作用是確定夾具相對(duì)于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。
（4）其他元件及裝置
如定向件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。
（5）夾具體
用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，并與機(jī)床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。
1.6 典型的定位元件
工件以平面定位：工件以平面作為定位基面，是最常見的定位方式之一。如箱體、床身、機(jī)座、支架等類零件的加工中，較多采用了平面定位。工件以平面定位時(shí)常用的定位元件如下所述。
A主要支承：
它主要用來限制工件的自由度，起定位作用。
1） 固定支承，有支承釘和支承板兩種形式，在使用過程中他們都是固定不動(dòng)的。當(dāng)工件以粗糙不平的粗基準(zhǔn)定位時(shí)，采用球頭支承釘。齒紋頭支承釘用在工件的側(cè)面，它能增大摩擦因數(shù)，防止工件滑動(dòng)。當(dāng)工件以加工過的平面定位時(shí)，可采用平頭支承釘或支承板。
為保證各固定支承的定位表面嚴(yán)格共面，裝配后，需將其工作表面一次磨平。支承釘與夾具體孔的配合采用H7/ r6或H7/n6,當(dāng)支承需要經(jīng)常更換時(shí)，應(yīng)加襯套。襯套外徑與夾具體孔的配合一般采用H7/n6或者H7/r6，襯套內(nèi)徑與支承釘?shù)呐浜线x用H7/s6。
可調(diào)支承，是指支承釘?shù)母叨瓤梢哉{(diào)節(jié)。調(diào)整時(shí)要先松后調(diào)，調(diào)好后用防松螺母鎖緊。
可調(diào)支承主要用于工件以粗基準(zhǔn)面定位、或者定位基面的形狀復(fù)雜（如成型面、臺(tái)階面等），以及各批毛坯的尺寸、形狀變化較大時(shí)的情況?？烧{(diào)支承在一批工件加工前調(diào)整一次。在同一批工件加工中，它的作用同固定支承相同。
自位支承（浮動(dòng)支承） 在工件定位過程中，它能自動(dòng)地調(diào)整位置，其特點(diǎn)是：支承點(diǎn)的位置能隨著工件定位基面的不同而自動(dòng)調(diào)節(jié)，定位基面壓下其中一點(diǎn)，其余點(diǎn)便上升，甚至各點(diǎn)都與工件接觸。接觸點(diǎn)數(shù)的增加，提高了工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，但其作用仍相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制工件一個(gè)自由度。
B 輔助支承
輔助支承用來提高工件的剛度和穩(wěn)定性，不起定位作用。輔助支承的工作特點(diǎn)是：待工件定位夾緊后，再調(diào)整支承釘?shù)母叨?，使其與工件的有關(guān)表面接觸并鎖緊。每安裝一個(gè)工件就調(diào)整一次輔助支承。另外，輔助支承還可以起預(yù)定位的作用。常見的輔助支承有：螺旋式輔助支承、自位式輔助支承和推引式輔助支承。
工件以圓孔定位：工件以圓孔表面作為定位基面時(shí)，常用以下定位元件：
圓柱銷（定位銷）當(dāng)工件孔徑較小時(shí)（D=3-10mm），為增加定位銷剛度，避免銷子因受撞擊而折斷，或熱處理時(shí)淬裂，通常把根部倒成圓角。這時(shí)夾具體上應(yīng)有沉孔，使定位銷的圓角部分沉入孔內(nèi)而不會(huì)妨礙定位。大批大量生產(chǎn)時(shí)，可以采用帶襯套的結(jié)構(gòu)形式。為了便于工件裝入，定位銷的頭部應(yīng)有15度的倒角。
定位銷的工作部分直徑可按g5、g6、f6、f7制造，定位銷和夾具體的配合可用H7/r6、H7/n6，襯套與夾具體選用過渡配合H7/n6，其內(nèi)徑和定位銷為間隙配合H7/h6、H7/h5。
2） 圓柱心軸
其定位部分直徑按h6、g6或f6制造，裝卸工件方便，但定心精度不高。為了減少因配合間隙而造成的工件的傾斜，工件常以孔和端面聯(lián)合定位，因而要求工件定位孔和端面有較高的垂直度，最好能在一次裝夾中加工出來。
使用開口墊圈可實(shí)現(xiàn)快速裝卸工件，開口墊圈的兩端面應(yīng)互相平行。當(dāng)工件內(nèi)孔和端面垂直度誤差很大時(shí)，因采用球面墊圈。
3） 圓錐銷 限制了X、Y、Z三個(gè)自由度。
4） 圓錐心軸（小錐度心軸）這種定位方式的定心精度較高，不用另設(shè)夾緊裝置，但工件的軸向定位誤差較大，傳遞的扭矩較小，適用于工件定位孔不低于IT7的精車和磨削加工，不能加工端面。
工件以外圓柱面定位：工件以外圓柱面定位時(shí)，常用以下元件：
V形塊 它有固定式和活動(dòng)式兩種。固定式V形塊在夾具體上的裝配，一般用兩個(gè)定位銷和2-4個(gè)螺釘連接，活動(dòng)式V形塊除限制工件一個(gè)移動(dòng)自由度外，還兼有夾緊作用。它定位最大的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)中性好，它可使一批工件的定位基準(zhǔn)軸線對(duì)中在V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響。V形塊定位的另一個(gè)特點(diǎn)是無論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V形塊定位。因此，V形塊是用得最多的定位元件。
定位套 它用來限制沿軸向的自由度，常與端面聯(lián)合定位。用端面作為主要定位面時(shí)，應(yīng)控制套的長度，以免夾緊時(shí)工件產(chǎn)生不允許的變形。它結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但定心精度不高，一般適用于精基準(zhǔn)定位。
半圓套 這種定位方式主要用于大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。定位基面的精度不低于IT8-IT9，半圓的最小內(nèi)徑取工件定位基面的最大直徑。
1.7 夾具中的夾緊機(jī)構(gòu)
夾具中的夾緊裝置一般由動(dòng)力源和夾緊機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成。動(dòng)力源是產(chǎn)生原始作用力的部分，如用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱為手動(dòng)夾緊；若采用氣動(dòng)，液動(dòng)，電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)是接受和傳遞原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，包括中間傳遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間傳遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或者動(dòng)力裝置的力傳給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件受壓面接觸，最終完成夾緊任務(wù)。
在夾緊的組成中可以看出，不論采用任何動(dòng)力源（手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)），外加的原始作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力，都必須通過夾緊機(jī)構(gòu)。夾具中常用的夾緊機(jī)構(gòu)有斜碶夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)以及聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等。
（1）斜碶夾緊機(jī)構(gòu)：斜碶夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)，定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等均是斜碶夾緊機(jī)構(gòu)的變形，由于手動(dòng)的斜碶夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊工件時(shí)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，效率很低，故實(shí)際上多在機(jī)動(dòng)夾緊裝置中采用。
（2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：利用螺桿直接夾緊工件，或者與其他元件組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，是應(yīng)用較廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)，由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，夾緊可靠，擴(kuò)力比較大和夾緊行程不受限制等特點(diǎn)，所以在手動(dòng)夾緊裝置中被廣泛使用，在夾具中除采用螺桿直接夾緊工件外，經(jīng)常采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。
（3）圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)：由于偏心圓的夾緊力小，自鎖性能又不是很好，故只使用于切削負(fù)荷不大而且無很大震動(dòng)的場合，為滿足自鎖條件，其夾緊行程也相應(yīng)受到限制，用與夾緊行程較小的場合。
（4）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)：因鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，擴(kuò)力比較大，適用于多點(diǎn)或多件夾緊，在氣動(dòng)或者液動(dòng)夾具中廣泛應(yīng)用。
（5）定心、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)：定心，對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)是一種特殊的夾緊機(jī)構(gòu)，工件在其上同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位和夾緊。
（6）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)：工件裝夾所使用的夾具，有的需要同時(shí)有幾個(gè)點(diǎn)對(duì)工作的工件進(jìn)行夾緊，而有的則需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件，為了提高效率，減少裝夾時(shí)間，可采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。
1.8 夾具的發(fā)展趨勢
夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。
?1） 高精度
隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國demmeler(戴美樂)公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)2~5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。
2） 高效
為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1~2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。
3） 模塊、組合
夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺(tái)，爭取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。
4） 通用、經(jīng)濟(jì)
夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國demmeler(戴美樂)公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。
專家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。
第2章 發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器。它位于變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為45#，鍛造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
(1) 中心圓孔Ф29，Ф12H7。
(2) 兩端面與中心孔Ф12H7有0.05的垂直度
(4) 半孔Ф29與中心孔Ф12H7有51.5的位置關(guān)系。
材料已經(jīng)寫了，老師你沒認(rèn)真看啊
由上面分析可知，可以先加工發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
2.2確定生產(chǎn)類型
由于任務(wù)書沒有細(xì)說，這里進(jìn)行條件假設(shè)
假設(shè)按“產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)5000臺(tái)/年，零件備品率為5％，廢品率為2％”計(jì)算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定檔位器生產(chǎn)類型
已知此發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
增加毛坯種類的一些介紹
零件材料為45#?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊很大，零件結(jié)構(gòu)生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇模鍛毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊》112頁表1-4-7，選用各個(gè)加工面的鍛件機(jī)械加工余量均為3mm。
要針對(duì)各加工表面加以說明其余量的確定，毛坯形狀。還要說明模鍛件公差等級(jí)確定，這里要涉及到鍛件質(zhì)量、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)等內(nèi)容。
2.3.3繪制鍛件毛坯圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
①粗基準(zhǔn)的選擇
以零件的下端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面為輔助粗基準(zhǔn)。
②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，以加工后的通孔Φ12為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔Φ29為輔助的定位精基準(zhǔn)。
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(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)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下
表2.1工藝路線方案一
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
鉆、擴(kuò)、鉸Φ12H7的通孔
工序二
粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，
工序三
粗銑下端圓孔的兩側(cè)面，使兩面之間的距離為4.85
工序四
鉆擴(kuò)鉸孔Φ29
工序五
鉆鉸Φ8的孔，垂直于Φ12H7的通孔
工序六
鉗工打毛刺
工序七
檢驗(yàn)
表2.2工藝路線方案二
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
粗銑Φ12H7的兩側(cè)面，使兩面間距為25
工序二
粗銑Φ29孔的兩面，使兩面的間距為4.85
工序三
精銑Φ29孔的兩面，使兩面的間距為4.85，粗糙度3.2
工序四
鉆擴(kuò)鉸孔Φ29
工序五
鉆Φ12H7的通孔
工序六
擴(kuò)Φ12H7的通孔
工序七
鉸Φ12H7的通孔
工序八
銑Φ8孔端面，使粗糙度達(dá)到6.3，
工序九
鉆鉸Φ8的孔
工序十
鉗工打毛刺
工序十一
檢驗(yàn)
以上兩個(gè)工藝路線沒有安排熱處理，斜面加工內(nèi)容，表面處理。
工藝立方案的比較與分析：
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對(duì)大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
粗銑Φ12H7的兩側(cè)面，使兩面間距為25
工序二
粗銑Φ29孔的兩面，使兩面的間距為4.85
工序三
精銑Φ29孔的兩面，使兩面的間距為4.85，粗糙度3.2
工序四
鉆擴(kuò)鉸孔Φ29
工序五
鉆Φ12H7的通孔
工序六
擴(kuò)Φ12H7的通孔
工序七
鉸Φ12H7的通孔
工序八
銑Φ8孔端面，使粗糙度達(dá)到6.3，
工序九
鉆鉸Φ8的孔
工序十
鉗工打毛刺
工序十一
檢驗(yàn)
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機(jī)床的選擇
工序1、2、3、8采用X5028立式銑床
工序4、5、6、9采用Z535立式鉆床
②選擇夾具
該發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔Φ12H7，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。
④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度
工序號(hào)
工序內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
粗銑Φ12H7的兩側(cè)面
3
IT11
80
6.3
-0.1
0.1
2
粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)
3
IT11
0
6.3
-0.1
0.1
3
鉆Φ12H7通孔
IT12
6.3
-1
1
4
擴(kuò)Φ12H7通孔
2.0
IT12
3.2
-0.05
0.05
5
鉸Φ12H7通孔
0.2
IT8
1.6
-0.006
0.006
6
粗銑a、b面
粗銑a面
3
IT12
(距中心孔)
6.3
-0.1
0.1
粗銑b面
36(距中心孔)
7
粗銑Φ29孔的兩面
2
IT11
6.3
-0.1
0.1
8
精銑Φ29孔的兩面
1
IT9
3.2
-0.05
0.05
9
鉆Φ8的孔
IT13
6.3
-1
1
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1工序1：粗銑Φ12H7的兩側(cè)面
機(jī)床：X5028立式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.2工序2：粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)
機(jī)床：X5028
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min
2.5.3工序3：鉆Φ12H7的通孔
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。孔的直徑為12mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。
確定鉆削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故
查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故
③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.76min
2.5.4工序4：擴(kuò)Φ12H7的通孔
加工機(jī)床為Z535立式鉆床。擴(kuò)孔鉆為?24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；
確定擴(kuò)孔切削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-31，有
。根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。
②確定切削速度及 根據(jù)表28-33，取。修正系數(shù)：
，
故
查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度，有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.12min
2.5.5工序5：鉸Φ12H7的通孔
加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉸刀為?12mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。
確定鉸孔切削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說明書，取。
②確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正系數(shù)
，
故
查Z535說明書，取，實(shí)際鉸孔速度
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度，
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.51min
該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是：
2.5.6工序6：粗銑a、b面
機(jī)床：X5028
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：2.03min
②粗銑b面
同樣的銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，
取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min
2.5.7工序7：粗銑Φ29孔的兩面
機(jī)床：X5028立式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.57min
2.5.8工序8：精銑Φ29孔的兩面
機(jī)床：X5028立式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數(shù)Z=12，為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時(shí)
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.94min
2.5.13工序13：鉆鉸Φ8的孔
機(jī)床：Z535立式鉆床
刀具：7.8直柄短麻花鉆 8鉸刀
確定鉆削用量
確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故
查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。
3 專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工此發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì) 鉆鉸孔夾具、銑面夾具及檢驗(yàn)夾具各一套。
3.1鉆孔夾具設(shè)計(jì)
3.1.1問題的提出
本夾具主要用來鉆發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器8孔。這個(gè)孔距右平面有尺寸精度要求為，與中心孔垂直。因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本夾具主要用來鉆發(fā)動(dòng)機(jī)檔位器8孔
3.1.2夾具的設(shè)計(jì)
①定位基準(zhǔn)的選擇
此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為8鉸刀。由零件分析，選擇用中心孔的長銷加上這個(gè)孔的一面定位，就可以限制5個(gè)自由度，在由下面的大孔加個(gè)削邊銷就可以實(shí)現(xiàn)完全定位。
②定位元件與夾緊元件的選擇
圖3.13 轉(zhuǎn)動(dòng)壓板（GB2176-80）
定位元件選擇要加以說明
③切削力與夾緊力的計(jì)算
由于本道工序完成螺紋底孔不是8嗎
的鉆削，因此切削力為鉆削力。由參考文獻(xiàn)[1]，表2.4-69得：
軸向力F：
扭矩M：
式中：
∴
如圖：
圖3.14 扭矩圖
夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以夾緊力F不需要太大，只要工件相對(duì)與夾具體沒有移動(dòng)就可以了。
④鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
螺紋底孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求?？紤]到鉆套可能出現(xiàn)的磨損，故查參考文獻(xiàn)[1]，表5.2-13選用可換鉆套（GB2294-80其結(jié)構(gòu)如下圖所示），當(dāng)磨損就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2293-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2298-80查表5.2-12）。
圖3.15 可換鉆套
表3.1 可換鉆套
d
D
H
h
C
r
基
本
尺
寸
極
限
偏
差
基
本
尺
寸
極
限
偏
差
12
+0.041
+0.020
20
+0.021
+0.008
46
42
12
12
5.5
18
1
3
2.5
29.5
圖3.12 鉆套用襯套
表3.2 鉆套用襯套
d
D
H
C
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
8
+0.003
+0.00
42
+0.033
+0.017
12
1
3
圖3.17 鉆套螺釘
表3.3 鉆套螺釘
d
L1
d1
D
d2
L
L0
n
t
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
M8
5.5
+0.20
+0.05
12
-0.05
-0.12
20
6
22
11.5
2
2.5
鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安裝前先調(diào)整好位置然后用銷定位，后用螺釘將其擰緊在夾具體上。鉆模板參見鉆孔裝配圖。
⑤夾具精度分析
利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。
由工序可知，本道工序只需鉆螺紋底孔到底加工哪個(gè)孔，夾具不是加工8
，所以孔的精度無需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)（參見鉆孔裝配圖）。
轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）：
圖3.18 轉(zhuǎn)角誤差分析圖
除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有：
1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差：
2）、襯套與鉆套配合的最大間隙：
3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙：
4）、鉆套的同軸度公差：
∴綜合誤差為：
能滿足零件要求。
⑥夾具體設(shè)計(jì)
夾具體的設(shè)計(jì)參考鉆孔夾具體零件圖。
3.4本章小結(jié)
在本章是對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析其精確度的階段。重點(diǎn)在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)面時(shí)，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷，他們分別穿過已加工過的長中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時(shí)，分別用了移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)壓板。最后設(shè)計(jì)出夾具體，參考有關(guān)資料計(jì)算夾具的定位誤差。
4.1銑床夾具 單列一章
4.1.1問題的提出
本夾具主要用來銑削上下端面，其表面粗糙度要求Ra=6.3μm，而且無其它要求，故需粗銑、精銑兩道工序來完成。那么在本道工序中，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。
4.1.2夾具設(shè)計(jì)
4.1.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，左端面在長度方向上以右端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為了使定位誤差為零，應(yīng)以右端面為主要定位基面。但一個(gè)面不足以定位，同時(shí)采用兩孔定位，即以右端面和兩個(gè)對(duì)稱的孔為基準(zhǔn)。
4.1.2.2夾緊力和切削力的計(jì)算
夾緊時(shí)，星形把手進(jìn)行水平方向上的夾緊，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表2-20得，夾緊力計(jì)算公式為
其中，，， 為作用力。一般為500N。那么理論夾緊力估算為 ：
實(shí)際夾緊力估算為：
切削時(shí)所用刀具為：硬質(zhì)合金端銑刀，，。粗銑時(shí)，，，；精銑時(shí)，，，。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28查得，切削力：
其中，,，，，，，各修正系數(shù)均為1.0，故。
所以粗