機制工藝及夾具課程設(shè)計 活動鉗口零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計,機制工藝及夾具課程設(shè)計,活動鉗口零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計,機制,工藝,夾具,課程設(shè)計,活動,流動,鉗口,零件,機械,加工,規(guī)程,專用,設(shè)計 徐州師范大學(xué) 零件號 材料 HT150 編制 機械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 活動鉗口 毛坯重量 6kg 指導(dǎo) 生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄造 審核 工 序 安 裝 工 位 工 步 工序說明 機 床 夾具或輔助工具 刀 具 量 具 走 刀 次 數(shù) 走 刀 長 度 (mm) 切 削 深 度 (mm) 進 給 量 mm/r 主 軸 轉(zhuǎn) 速 r/min 切 削 速 度 (m/s) 工時定額（min） 基本 時間 輔助 時間 工作 地服 務(wù)時 間 一 1 1 鑄造 二 1 1 2 粗銑兩孔端面A、B面； 粗銑C、D、E平面； 臥 式 銑 床 XA6132 專 用 夾 具 銑 刀 游 標 卡 尺 1 28 3 0.25 80 15 0.93 三 1 1 鉆28mm的孔； 搖 臂 鉆 床Z535 專 用 夾 具 麻 花 鉆 游 標 卡 尺 1 25 12.5 0.25 195 15.3 0.635 徐州師范大學(xué) 零件號 材料 HT150 編制 景 魏 機械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 活動鉗口 毛坯重量 6kg 指導(dǎo) 郭永環(huán) 生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄造 審核 工 序 安 裝 工 位 工 步 工序說明 機 床 夾具或輔助工具 刀 具 量 具 走 刀 次 數(shù) 走 刀 長 度 (mm) 切 削 深 度 (mm) 進 給 量 mm/r 主 軸 轉(zhuǎn) 速 r/min 切 削 速 度 (m/s) 工時定額（min） 基本 時間 輔助 時間 工作 地服 務(wù)時 間 四 1 1 2 擴28mm孔 锪36mm孔 搖臂 鉆床 Z540 專用 夾具 擴鉆 锪鉆 游標 卡尺 1 1 31 38 1.5 4 3 0.083 68 120 49.6 26.4 0.15 2 五 1 1 鉆M6螺紋底孔 搖臂 鉆床Z535 專用 夾具 麻 花 鉆 游標 卡尺 1 6 3 0.15 150 11.78 0.64 六 1 1 攻螺紋2-M6； 搖臂 鉆床Z535 專用 夾具 絲 錐 游標 卡尺 1 6 3 0.15 195 4.9 1.02 七 1 1 檢 驗 游標 卡尺 前 言 機制工藝與夾具技術(shù)被引入工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展機制工藝與夾具技術(shù)更加日新月異。伴隨著數(shù)學(xué)、控制理論計算機、電子器件的發(fā)展，出現(xiàn)了機制工藝與夾具技術(shù)系統(tǒng)，并作為一門應(yīng)用科學(xué)已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計方法。 《機制工藝與夾具》課程是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，介紹了機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及生產(chǎn)活動的組織、機械加工過程及其系統(tǒng)。包括了金屬切削過程及其基本規(guī)律、機床、刀具、夾具的基本知識、機械加工和裝配工藝規(guī)程的設(shè)計、機械加工中精度及表面質(zhì)量的概念，制造技術(shù)發(fā)展的前沿與趨勢。 通過設(shè)計與學(xué)習(xí)，使學(xué)生能對制造活動有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)，具備制訂工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。了解當(dāng)今先進制造技術(shù)和先進制造模式的發(fā)展概況，初步具備對制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。 機制工藝與夾具技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置等。應(yīng)該提及的是，近年來，世界科學(xué)技術(shù)不斷迅速發(fā)展，各部門對機制工藝與夾具技術(shù)提出了更高的要求。同時，機制工藝與夾具技術(shù)與電子技術(shù)的配合，廣泛應(yīng)用于智能機器人、海洋開發(fā)、高精度零件的制造與加工等，使機制工藝與夾具技術(shù)的應(yīng)用提高到一個嶄新的高度。 通過設(shè)計實踐進一步樹立正確的設(shè)計思想。在整個設(shè)計過程中，堅持實踐是檢驗真理的唯一標準，堅持理論聯(lián)系實際，堅持與機械制造生產(chǎn)情況相符合，使設(shè)計盡可能做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、生產(chǎn)可行、操作方便、安全可靠。 由于時間和水平有限，本設(shè)計難免有不少缺點和錯誤，懇請老師批評指正。 第一節(jié) 零件的結(jié)構(gòu)分析 一、零件的作用 平口鉗是用來夾持工件進行加工用的部件。它主要由固定鉗身、活動鉗口、鉗口板、絲杠和套螺母等組成。絲杠固定在固定鉗身上。轉(zhuǎn)動絲杠可帶動套螺母作直線移動。套螺母與活動鉗口用螺釘連成整體，因此，當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動時，活動鉗口就會沿固定鉗身移動。這樣鉗口閉合或開放用以加緊或放松工件。 圖一：由零件圖拼畫的平口鉗裝配圖 圖二：活動鉗口裝配圖 二、零件的工藝分析 通過熟悉零件圖，了解零件的用途及工作條件，并根據(jù)機械加工對零件結(jié)構(gòu)的要求和裝配、維修對零件結(jié)構(gòu)的要求。分析零件圖上各項技術(shù)條件，確定主要加工表面?；顒鱼Q口共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置關(guān)系要求?，F(xiàn)分述如下： 圖三：零件左視圖 1、以36mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個28mm、36mm的孔及其倒角，尺寸為48和100與孔28mm中心線相互垂直的兩個平面A與B。 2、以28mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：以孔28mm中心線為基準的C、D、E三個平面，還有在C平面上的兩個M6的螺孔。 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面A、B，然后借助于專用夾具加工另一組表面C、D、E，并且保證它們之間的位置精度要求。 第二節(jié) 工藝規(guī)程設(shè)計 一、確定毛坯的制造形式 活動鉗口零件的材料為灰鑄鐵。考慮到活動鉗口在工作中要經(jīng)常正、反向用力不均勻，經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鑄件，以使金屬纖維盡量不被裁斷，保證零件工作可靠。 二、確定毛坯的制造方法 假設(shè)活動鉗口零件已達大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，同時從提高生產(chǎn)率、保證加工精度方面考慮，故可采用鑄造成型。 三、基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x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，加工工藝過程中會出問題，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。定位基準的選擇對保證加工面的位置精度，確定零件加工順序具有決定性影響，同時也影響到工序數(shù)量、夾具結(jié)構(gòu)等問題，因此，必須根據(jù)基準選擇原則進行選擇。 1、粗基準的選擇 對于一般的零件而言，按照有關(guān)粗基準的選擇原則,當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準。現(xiàn)選取100mm的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組V形塊支撐100mm的外輪廓表面作主要定位面，以消除四個自由度，再用條形塊，夾持在A、C面上，用以消除兩個自由度，達到完全定位。 2、精基準的選擇 主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當(dāng)活動鉗口零件的設(shè)計基準與工序不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，在此不再重復(fù)。 四、制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，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)（生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。）已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1、工藝路線方案一 工序一 鑄造； 工序二 粗銑兩孔端面A、B面； 工序三 鉆28mm的孔； 工序四 擴鉆28mm的孔至圖樣尺寸，并鏜36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°； 工序五 粗銑C、D、E平面； 工序六 鉆M6螺紋的底孔并倒角； 工序七 攻螺紋2-M6； 工序八 檢驗。 2、工藝路線方案二 工序一 鑄造； 工序二 鉆28mm的孔； 工序三 擴鉆28mm的孔至圖樣尺寸，并锪36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°； 工序四 粗銑兩孔端面A、B面及C、D、E平面； 工序五 鉆M6螺紋的底孔并倒角； 工序六 攻螺紋2-M6； 工序七 檢驗。 3、工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：工藝方案一是先加工以孔為中心的一組表面，然后以些為基面加工孔；而工藝方案二則與此相反，先是加工孔，然后再以此孔為基準加工外表面。兩相比較可以看出，先加工外表面再以外表面定位加工孔，這時的位置精度較容易保證，并且定位及裝夾等都比較方便。同時，工藝方案二中的锪36mm的孔較工藝方案一中的鏜36mm的孔，由于內(nèi)孔的精度要求比較低，無論從工序的方便程度，還是定位等都來的方便，也減少了裝夾次數(shù)。因此決定將工藝方案作一定的調(diào)整。具體工藝方案如下： 最終工藝路線方案： 工序一 鑄造； 工序二 粗銑兩孔端面A、B面，及C、D、E平面； 工序三 鉆28mm的孔； 工序四 擴鉆28mm的孔至圖樣尺寸，并锪36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°； 工序五 鉆M6螺紋的底孔并倒角； 工序六 攻螺紋2-M6； 工序七 檢驗。 五、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 活動鉗口零件材料為灰鑄鐵，硬度150HBS，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄造成型。 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械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、零件內(nèi)孔28mm 毛坯為實心，不沖出孔。孔的表面粗糙度為R12.5，參照《機械加工工藝師手冊》（主編楊叔子，機械工業(yè)出版社）表[2.3-9]及表[2.3-12]確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：6mm 鉆孔：25mm 擴鉆：28mm 2Z=3mm 锪孔：36mm 2Z=8mm 2、孔外端面的加工余量 （1）按照《機械加工工藝師手冊》（主編楊叔子，機械工業(yè)出版社）表[2.2-25]，取加工精度，復(fù)雜系數(shù)，則孔外端面的單邊加工余量為2.0~3.0mm，取Z=2mm。鑄件的公差按《機械加工工藝師手冊》（主編楊叔子，機械工業(yè)出版社）表[2.2-14]，材質(zhì)系數(shù)，復(fù)雜系數(shù)，則鑄件的偏差為。 （2）銑削余量 銑削的公稱余量（單邊）為： Z=20.-0.2=1.8(mm) 銑削公差：由于表面粗糙度為R25，因此可知本工序的加工公差為-0.22mm（入體方向）。 由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義是的加工余量。實際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式進行確定。 28mm孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖（如圖）。 圖四：28mm孔外端面工序間公差分布圖 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 36+2×2=40(mm) 毛坯的最大尺寸： 36+1.3×2=38.6(mm) 毛坯的最小尺寸： 36-0.7×2=34.6(mm) 粗銑后最大尺寸： 36+0.2×2=36.4(mm) 粗銑后最小尺寸： 36.4-0.22=36.18(mm) 六、確定切削用量及基本工時 工序一 鑄造（省略） 工序二 粗銑兩孔端面A、B面，及C、D、E平面； 1、加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。 加工要求：粗銑兩孔的兩端面A、B，平面D、E，公差I(lǐng)T14；粗銑C平面，表面粗糙度R12.5。 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《機械制造工藝手冊》表[4-16]） 刀具：查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）選圓柱形銑刀銑平面，粗銑選用=3~8mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm~-4.5mm），查《金屬機械加工工藝人員手冊》（第三版）P1012表[12-2]選精度等級為14級。 （1）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度=3mm。 （2）進給量的選擇 查《金屬切削手冊》（上海科學(xué)出版社）表[6-12]取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量=0.25mm/齒。 （3）切削速度 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[6-14] 由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應(yīng)取較小值。V=15m/min。 （4）銑刀直徑和工作臺的進給量 查《金屬切削手冊》（上海科學(xué)出版社）表[10-38]和[10-39]得 d=60mm則 =1000×15/3.14×60=76.12mm 取=76mm 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =80r/min v=3.14×60×80/1000=15m/min 當(dāng)時，工作臺的每分鐘的進給量， =0.25×6×80=120m/min （5）切削工時 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）選 =100mm，=8.3mm, =3mm 111.3/120=0.93 工序三 鉆28mm的孔； 刀具材料：高速鋼。 刀具：直柄麻花鉆（查《機械制造工藝手冊》） （1） 確定進給量 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[2-7]，當(dāng)加工材料為HT150<800，= 25mm時， =0.39~0.47mm。由于本零件在加工28mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.39~0.47）×0.75=0.29~0.35 mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.25 mm/r （2） 切削速度 根據(jù)《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[2-13] 和表[2-14]，查得切削速度V=18m/min。所以 取，故實際切削速度為 （3） 切削工時 =19mm，=3mm, =3mm =19+9+3/195×0.25=0.635（min） 工序四 擴28mm的孔至圖樣尺寸，并锪36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°； (1) 擴孔至圖樣尺寸 利用28mm的鉆頭對25mm的孔進行擴鉆。根據(jù)《機械制造工藝手冊》表[4-8]的規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取。 條件：1、灰鑄鐵； 2、HB=150200； 3、有提高表面粗糙度的要求； 4、擴孔的深度較小（本次擴鉆深度3mm）； 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，利用鉆頭進行擴孔時，其進給量、切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時進給量與切削速度的關(guān)系為：查《金屬切削手冊》表[2-10]得 進給量=（0.9~1.2）×3=（2.7~3.6 ）mm/r 按機床取=3 mm/r。 機床主軸轉(zhuǎn)速：n=68r/min，則切削速度v=8.26m/min。 機床：Z3030搖臂鉆床（最大鉆孔直徑30mm） 故實際切削速度： v=3.14×30×68/1000=6.4(m/min) 機動工時： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》表[15-5]選?。? =14mm，=3mm, =3mm =14+3+3/68×3=0.15（min） (2) 锪圓柱式沉頭孔36mm 根據(jù)有關(guān)規(guī)定和資料的介紹，锪圓柱式沉頭孔時進給量及切削速度為鉆孔時的1/2~1/3，故 =1/3=1/3×0.25=0.083mm/r =1/3=1/3×15.3=5.1m/min 按機床選取，所以實際切削速度 切削工時； 查《金屬機械加工工藝人員手冊》表[15-5]選?。? 切入=4mm, =0mm，=16mm （3）倒角2×45° 采用90°锪鉆。為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同： v=3.14×30×68/1000=6.4(m/min) 工序五 鉆M6螺紋的底孔； （1）進給量 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[2-7]，當(dāng)加工材料為HT150<800，= 6mm時， =0.14~0.27mm。由于本零件在加工6mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.14~0.27）×0.75=（0.105~0.2025） mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.15 mm/r （2）切削速度 根據(jù)《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[2-13] 和表[2-14]，查得切削速度V=12m/min。所以 取，故實際切削速度為 （3）切削工時 =12mm，=3mm, =3mm =12+9+3/150×0.25=0.64（min） 工序六 攻螺紋2-M6； （1）由于是公制螺紋M6，查《機械制造工藝手冊》得： V=0.1m/s=6m/min 所以，=238r/min。 按機床選取，則。 （4） 攻M6孔的機動工時 查《機械制造工藝手冊》得： =19mm，=3mm, =3mm 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。（閱機械加工工藝過程綜合卡片） 第三節(jié) 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第四道工序——擴鉆28mm的孔至圖樣尺寸，并锪36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°的鉆床夾具。刀具為兩把高速鋼的直柄麻花鉆和锪鉆，對工件的內(nèi)孔和沉頭孔分別進行擴鉆和锪鉆。 一、 問題的提出 本夾具主要用來對工件的內(nèi)孔28mm和沉頭孔36mm分別進行擴鉆和锪鉆，這兩個內(nèi)孔和沉頭孔與端面C、D、E都有一定的位置關(guān)系和技術(shù)要求。當(dāng)加工本工序之前，由于工件的內(nèi)孔要進行鉆加工，并與端面C、D、E有一定的位置關(guān)系，但精度要求不是很高，所以，在加工本道工序時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低加工勞動強度。 二、夾具的設(shè)計 1、定位基準的選擇 由零件圖可知，28mm孔的兩端面A、B和中心線與C、D面有一定的位置要求，其設(shè)計基準為孔的中心線。為了使定位誤差較小或為零，應(yīng)該選擇以28mm孔的兩端面定位的夾具，因此這里選用28mm孔的B端面為主要定位基面。 2、切削力及加緊力的計算 (1)鉆孔時軸向力的計算 由加工可鍛鑄鐵、150HBS等條件，查《機械加工工藝師手冊》表[28-4]得：刀具采用高速鋼。 其中，，，; 查《機械加工工藝師手冊》表[27-15]得： 所以，鉆6mm的螺紋底孔時： 軸向力F=425×6×0.70×1=1785N 鉆28mm的零件內(nèi)孔時： 軸向力F=425×25×0.70×1=7437.5N （2）V形塊 由于是100mm的半圓柱體，查《金屬機械加工工藝人員手冊》（趙如福，主編，第三版）表[9-52]選 N=58，B=46，L=40，A=73，=55，=60，h=8。 （3）工件在夾具中的夾緊 由于采用螺旋夾緊機構(gòu)，查《機械制造工藝學(xué)》(王先奎主編)公式[2-4]得: 其中 ——作用在扳手上的力; L——作用力的力臂; ——螺紋中徑; ——螺紋副的當(dāng)量摩擦角。 故作用力Q=1125N，夾緊力W=3000N。 3、定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為零件的底面B面，該定位面的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時與有位置關(guān)系的各面的尺寸與公差相同。零件安裝在夾具中時的最大側(cè)向間隙為： 由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角為： 所以 =0.154° 查《機械制造工藝手冊》，中心線的轉(zhuǎn)角公差為2°，故最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。 （2）計算外端面銑加工后與28mm孔中心線的最大平行度誤差。 零件28mm孔與定位心軸的最大間隙為： 由零件圖可知，28mm孔的深度為36mm，則由上述間隙引起的最大傾角為0.033/36。此即為由于定位問題而引起的28mm孔端面對中心線的最大平行度誤差。由于28mm外端面的公差等級較低，故上述平行度誤差值是允許的。 4、夾具設(shè)計及操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意勞動生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。本工序由于加工精度等級較低，切削力較大。為了加緊工件，勢必要增大受力面積，而這樣將使整個夾具過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的夾緊機構(gòu)，盡量增加該夾緊機構(gòu)的擴力比；三是在可能的情況下，適當(dāng)提高工作壓力，以增加夾緊力。結(jié)果，本夾具總的感覺還比較緊湊。 設(shè)計總結(jié) “操千曲而后曉聲，觀千劍而后識器?！痹趨⒓颖敬螜C制工藝及夾具課程設(shè)計的過程中，獲益匪淺，對所學(xué)的專業(yè)課程知識有了更系統(tǒng)的理解和掌握。第一次系統(tǒng)地參加了一個零件的整個設(shè)計過程，包括對零件機械加工工藝規(guī)程的制定、某一工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計等，對于設(shè)計程序有了深刻的了解和掌握。在本次為期二周的機制工藝及夾具課程設(shè)計中，通過查閱有關(guān)書籍，了解和掌握了的機制工藝及夾具設(shè)計的一般步驟和方法，并運用了這些方法和步驟進行了活動鉗口的機械加工工藝規(guī)程的編制與工序四的專用夾具的設(shè)計，使我們對機制工藝及夾具設(shè)計的基本原理和步驟有深入的了解，打好了一定的基礎(chǔ)。只有在基礎(chǔ)知識扎實后才可根據(jù)工程實際的需要對一些不是十分必要的步驟和計算進行簡化，達到滿足要求，又簡化設(shè)計的目的。 在這次設(shè)計過程中，我們學(xué)會了充分利用圖書館的資源，查閱了大量相關(guān)書籍。在對采用節(jié)流調(diào)速回路的液壓系統(tǒng)，液壓缸的最大功率和液壓泵的最大功率往往并不對應(yīng)。在確定電動幾功率是應(yīng)以泵的最大功率作為依據(jù)。管路的長度在確定電動機功率時應(yīng)以詳盡的方法能計算確定，但往往也很難做到，工程設(shè)計中一般按遵守原則進行。 同時深入實際，通用零件的調(diào)查，使我們開拓了視野，鞏固了學(xué)過的知識，還讓我們加深了對許多概念的理解。同時在整個設(shè)計過程中我們遇到很多困難，也有很多體會，知道了怎樣合理利用資料。譬如在設(shè)計過程中，由于學(xué)過制圖，我們最初覺得很容易，但是實際情況切實大相徑庭。如零件專用夾具的設(shè)計，就算一個看似簡單的條形塊，在設(shè)計時還要考慮到其他零件的配合和功能的實現(xiàn)等，而根本就是自相矛盾，一改再改?？傊ㄟ^參與本次創(chuàng)新設(shè)計大賽，對我來說是對自己能力的一次考驗，不僅提高了理論聯(lián)系實踐的能力，還培養(yǎng)了團隊合作精神，為走向社會打下了堅實的基礎(chǔ)。 感 謝 信 在本次的課程設(shè)計中，要求通過設(shè)計，能對制造活動有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)，具備制訂工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。為此要查閱和使用大量的手冊及圖表資料，工科文獻中心最大限度為我們提供了借閱資料的平臺。 各種性能參數(shù)需要非常繁重的計算，同學(xué)之間的合作互助為我們這次能夠按時完成任務(wù)起到至關(guān)重要的作用，之間的討論加深了我們對知識的理解及應(yīng)用。 對于比較關(guān)鍵的知識點同學(xué)之間討論不出來的，郭老師給予我們及時的指導(dǎo)，培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實踐的能力，為以后在工程技術(shù)中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，在此感謝老師在百忙之中為我們按時輔導(dǎo)。 最后感謝學(xué)校為我們安排了這次課程設(shè)計，為進一步培養(yǎng)我們的實際應(yīng)用能力，給予我們機會，以及一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，從學(xué)生的切身利益考慮，為我們將來從事的工作崗位，積累經(jīng)驗。 至此，我們體會到作為一個未來工科的工程技術(shù)人員需要扎實的理論基礎(chǔ)及嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，為保證要求要達到的程度，必須實事求是，事必躬親，解決所遇到的問題。 [參考資料] 1、胡永生編，《機械制造工藝學(xué)》，機械工業(yè)出版社。 2、薛源順 主 編，《機床夾具設(shè)計》機械工業(yè)出版社2000年。 3、戴 曙主編，《金屬切削機床設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，1985年。 4、宋? 殷 主 編，《機床夾具設(shè)計》華中理工大學(xué)出版社 1990年。 5、《機床設(shè)計手冊》編寫組主編，機械工業(yè)出版社，1986年12月。 6、劉朝儒、高政一等主編，《機械制圖》，高等教育出版社，2000年。 7、沈樂年、范珍良等編，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，清華大學(xué)出版社，1989年9月。 8、龔定安等主編，《機床夾具設(shè)計原理》，陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1981年8月。 9、大連組合機床研究所編，《組合機床設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，1973年2月。 10、大連組合機床研究所編，《組合機床設(shè)計參考圖冊》，機械工業(yè)出版社，1978年。 11、東北重型機械學(xué)院、洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院編《機床夾具設(shè)計手則》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社。 28 課程設(shè)計成績評定表 姓名： 班級： 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 1、設(shè)計題目：活動鉗口機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計 2、設(shè)計指導(dǎo)人評語及成績 成績:_______ 指導(dǎo)人（簽字）___________ 年 月 日 3、設(shè)計指導(dǎo)小組復(fù)評意見： 組長（簽字）___________ 年 月 日 4、系主任審核意見： 主任（簽字）___________ 年 月 日 2 徐州師范大學(xué)機電工程學(xué)院 課 程 設(shè) 計 說 明 書 課程名稱： 機制工藝及夾具 指導(dǎo)老師: 郭永環(huán) 班 級: 03機制44班 學(xué) 號: 姓 名: 2007年1月14日 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 姓名： 專業(yè)：機械制造及自動化 設(shè)計課題：活動鉗口零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計 設(shè)計條件及要求： 設(shè)計條件: 1、零件材料：灰鑄鐵； 2、材料硬度：150HBS； 3、生產(chǎn)類型：大批量生產(chǎn)； 4、活動鉗口的原始零件圖。 設(shè)計要求: 1、根據(jù)原始資料編制活動鉗口零件的機械加工工藝規(guī)程；2、針對某一工序設(shè)計一套專用夾具；3、通過設(shè)計，了解加工零件所選用的設(shè)備、工裝及機床的切削運動；4、工藝參數(shù)的確定應(yīng)有可靠的依據(jù)，說清確定參數(shù)的方法，使用資料的來源，參數(shù)修正的原因等；5、說明書應(yīng)使用工程技術(shù)語言、國家標準規(guī)定的名詞術(shù)語；6、經(jīng)濟性分析應(yīng)以分析討論為主，計算步驟可以簡化；7、繪制活動鉗口的零件圖（一張）；8、繪制活動鉗口的機械加工工藝過程綜合卡片（一張）；9、專用夾具設(shè)計（一套）；10、繪制專用夾具的主要零件圖（一張）；11、編寫課程設(shè)計說明書（一份）。 設(shè)計時間：自2007年1月7日 至 2007年1月19日 設(shè)計指導(dǎo)人（簽字）：_________________________ 教研室主任（簽字）：_________________________ 年 月 日 目 錄 1、前 言………………………………………………………… 1 2、第一節(jié) 零件的結(jié)構(gòu)分析…………………………………… 3 （1）零件的作用 …………………………………………… 3 （2）零件的工藝分析 ……………………………………… 3 3、第二節(jié) 工藝規(guī)程設(shè)計……………………………………… 5 （1）確定毛坯的制造形式 ………………………………… 5 （2）確定毛坯的制造方法 ………………………………… 5 （3）基面的選擇 …………………………………………… 5 （4）制訂工藝路線 ………………………………………… 6 （5）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ……… 9 （6）確定切削用量及基本工時…………………………………12 4、第三節(jié) 夾具設(shè)計……………………………………………19 （1）問題的提出 ……………………………………………19 （2）夾具的設(shè)計 ……………………………………………19 5、設(shè)計總結(jié) ……………………………………………………24 附：工藝過程綜合卡片 ……………………………………25 6、感 謝 信 ……………………………………………………26 7、參考資料 ……………………………………………………27 徐州師范大學(xué) 零件號 材料 HT150 編制 機械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 活動鉗口 毛坯重量 6kg 指導(dǎo) 生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄造 審核 工 序 安 裝 工 位 工 步 工序說明 機 床 夾具或輔助工具 刀 具 量 具 走 刀 次 數(shù) 走 刀 長 度 (mm) 切 削 深 度 (mm) 進 給 量 mm/r 主 軸 轉(zhuǎn) 速 r/min 切 削 速 度 (m/s) 工時定額（min） 基本 時間 輔助 時間 工作 地服 務(wù)時 間 一 1 1 鑄造 二 1 1 2 粗銑兩孔端面A、B面； 粗銑C、D、E平面； 臥 式 銑 床 XA6132 專 用 夾 具 銑 刀 游 標 卡 尺 1 28 3 0.25 80 15 0.93 三 1 1 鉆28mm的孔； 搖 臂 鉆 床Z535 專 用 夾 具 麻 花 鉆 游 標 卡 尺 1 25 12.5 0.25 195 15.3 0.635 徐州師范大學(xué) 零件號 材料 HT150 編制 景 魏 機械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 活動鉗口 毛坯重量 6kg 指導(dǎo) 郭永環(huán) 生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄造 審核 工 序 安 裝 工 位 工 步 工序說明 機 床 夾具或輔助工具 刀 具 量 具 走 刀 次 數(shù) 走 刀 長 度 (mm) 切 削 深 度 (mm) 進 給 量 mm/r 主 軸 轉(zhuǎn) 速 r/min 切 削 速 度 (m/s) 工時定額（min） 基本 時間 輔助 時間 工作 地服 務(wù)時 間 四 1 1 2 擴28mm孔 锪36mm孔 搖臂 鉆床 Z540 專用 夾具 擴鉆 锪鉆 游標 卡尺 1 1 31 38 1.5 4 3 0.083 68 120 49.6 26.4 0.15 2 五 1 1 鉆M6螺紋底孔 搖臂 鉆床Z535 專用 夾具 麻 花 鉆 游標 卡尺 1 6 3 0.15 150 11.78 0.64 六 1 1 攻螺紋2-M6； 搖臂 鉆床Z535 專用 夾具 絲 錐 游標 卡尺 1 6 3 0.15 195 4.9 1.02 七 1 1 檢 驗 游標 卡尺 前 言 機制工藝與夾具技術(shù)被引入工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展機制工藝與夾具技術(shù)更加日新月異。伴隨著數(shù)學(xué)、控制理論計算機、電子器件的發(fā)展，出現(xiàn)了機制工藝與夾具技術(shù)系統(tǒng)，并作為一門應(yīng)用科學(xué)已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計方法。 《機制工藝與夾具》課程是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，介紹了機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及生產(chǎn)活動的組織、機械加工過程及其系統(tǒng)。包括了金屬切削過程及其基本規(guī)律、機床、刀具、夾具的基本知識、機械加工和裝配工藝規(guī)程的設(shè)計、機械加工中精度及表面質(zhì)量的概念，制造技術(shù)發(fā)展的前沿與趨勢。 通過設(shè)計與學(xué)習(xí)，使學(xué)生能對制造活動有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)，具備制訂工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。了解當(dāng)今先進制造技術(shù)和先進制造模式的發(fā)展概況，初步具備對制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。 機制工藝與夾具技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置等。應(yīng)該提及的是，近年來，世界科學(xué)技術(shù)不斷迅速發(fā)展，各部門對機制工藝與夾具技術(shù)提出了更高的要求。同時，機制工藝與夾具技術(shù)與電子技術(shù)的配合，廣泛應(yīng)用于智能機器人、海洋開發(fā)、高精度零件的制造與加工等，使機制工藝與夾具技術(shù)的應(yīng)用提高到一個嶄新的高度。 通過設(shè)計實踐進一步樹立正確的設(shè)計思想。在整個設(shè)計過程中，堅持實踐是檢驗真理的唯一標準，堅持理論聯(lián)系實際，堅持與機械制造生產(chǎn)情況相符合，使設(shè)計盡可能做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、生產(chǎn)可行、操作方便、安全可靠。 由于時間和水平有限，本設(shè)計難免有不少缺點和錯誤，懇請老師批評指正。 第一節(jié) 零件的結(jié)構(gòu)分析 一、零件的作用 平口鉗是用來夾持工件進行加工用的部件。它主要由固定鉗身、活動鉗口、鉗口板、絲杠和套螺母等組成。絲杠固定在固定鉗身上。轉(zhuǎn)動絲杠可帶動套螺母作直線移動。套螺母與活動鉗口用螺釘連成整體，因此，當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動時，活動鉗口就會沿固定鉗身移動。這樣鉗口閉合或開放用以加緊或放松工件。 圖一：由零件圖拼畫的平口鉗裝配圖 圖二：活動鉗口裝配圖 二、零件的工藝分析 通過熟悉零件圖，了解零件的用途及工作條件，并根據(jù)機械加工對零件結(jié)構(gòu)的要求和裝配、維修對零件結(jié)構(gòu)的要求。分析零件圖上各項技術(shù)條件，確定主要加工表面?；顒鱼Q口共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置關(guān)系要求?，F(xiàn)分述如下： 圖三：零件左視圖 1、以36mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個28mm、36mm的孔及其倒角，尺寸為48和100與孔28mm中心線相互垂直的兩個平面A與B。 2、以28mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：以孔28mm中心線為基準的C、D、E三個平面，還有在C平面上的兩個M6的螺孔。 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面A、B，然后借助于專用夾具加工另一組表面C、D、E，并且保證它們之間的位置精度要求。 第二節(jié) 工藝規(guī)程設(shè)計 一、確定毛坯的制造形式 活動鉗口零件的材料為灰鑄鐵?？紤]到活動鉗口在工作中要經(jīng)常正、反向用力不均勻，經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鑄件，以使金屬纖維盡量不被裁斷，保證零件工作可靠。 二、確定毛坯的制造方法 假設(shè)活動鉗口零件已達大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，同時從提高生產(chǎn)率、保證加工精度方面考慮，故可采用鑄造成型。 三、基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x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，加工工藝過程中會出問題，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。定位基準的選擇對保證加工面的位置精度，確定零件加工順序具有決定性影響，同時也影響到工序數(shù)量、夾具結(jié)構(gòu)等問題，因此，必須根據(jù)基準選擇原則進行選擇。 1、粗基準的選擇 對于一般的零件而言，按照有關(guān)粗基準的選擇原則,當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準。現(xiàn)選取100mm的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組V形塊支撐100mm的外輪廓表面作主要定位面，以消除四個自由度，再用條形塊，夾持在A、C面上，用以消除兩個自由度，達到完全定位。 2、精基準的選擇 主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當(dāng)活動鉗口零件的設(shè)計基準與工序不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，在此不再重復(fù)。 四、制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，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)（生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。）已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1、工藝路線方案一 工序一 鑄造； 工序二 粗銑兩孔端面A、B面； 工序三 鉆28mm的孔； 工序四 擴鉆28mm的孔至圖樣尺寸，并鏜36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°； 工序五 粗銑C、D、E平面； 工序六 鉆M6螺紋的底孔并倒角； 工序七 攻螺紋2-M6； 工序八 檢驗。 2、工藝路線方案二 工序一 鑄造； 工序二 鉆28mm的孔； 工序三 擴鉆28mm的孔至圖樣尺寸，并锪36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°； 工序四 粗銑兩孔端面A、B面及C、D、E平面； 工序五 鉆M6螺紋的底孔并倒角； 工序六 攻螺紋2-M6； 工序七 檢驗。 3、工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：工藝方案一是先加工以孔為中心的一組表面，然后以些為基面加工孔；而工藝方案二則與此相反，先是加工孔，然后再以此孔為基準加工外表面。兩相比較可以看出，先加工外表面再以外表面定位加工孔，這時的位置精度較容易保證，并且定位及裝夾等都比較方便。同時，工藝方案二中的锪36mm的孔較工藝方案一中的鏜36mm的孔，由于內(nèi)孔的精度要求比較低，無論從工序的方便程度，還是定位等都來的方便，也減少了裝夾次數(shù)。因此決定將工藝方案作一定的調(diào)整。具體工藝方案如下： 最終工藝路線方案： 工序一 鑄造； 工序二 粗銑兩孔端面A、B面，及C、D、E平面； 工序三 鉆28mm的孔； 工序四 擴鉆28mm的孔至圖樣尺寸，并锪36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°； 工序五 鉆M6螺紋的底孔并倒角； 工序六 攻螺紋2-M6； 工序七 檢驗。 五、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 活動鉗口零件材料為灰鑄鐵，硬度150HBS，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄造成型。 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械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、零件內(nèi)孔28mm 毛坯為實心，不沖出孔?？椎谋砻娲植诙葹镽12.5，參照《機械加工工藝師手冊》（主編楊叔子，機械工業(yè)出版社）表[2.3-9]及表[2.3-12]確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：6mm 鉆孔：25mm 擴鉆：28mm 2Z=3mm 锪孔：36mm 2Z=8mm 2、孔外端面的加工余量 （1）按照《機械加工工藝師手冊》（主編楊叔子，機械工業(yè)出版社）表[2.2-25]，取加工精度，復(fù)雜系數(shù)，則孔外端面的單邊加工余量為2.0~3.0mm，取Z=2mm。鑄件的公差按《機械加工工藝師手冊》（主編楊叔子，機械工業(yè)出版社）表[2.2-14]，材質(zhì)系數(shù)，復(fù)雜系數(shù)，則鑄件的偏差為。 （2）銑削余量 銑削的公稱余量（單邊）為： Z=20.-0.2=1.8(mm) 銑削公差：由于表面粗糙度為R25，因此可知本工序的加工公差為-0.22mm（入體方向）。 由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義是的加工余量。實際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式進行確定。 28mm孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖（如圖）。 圖四：28mm孔外端面工序間公差分布圖 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 36+2×2=40(mm) 毛坯的最大尺寸： 36+1.3×2=38.6(mm) 毛坯的最小尺寸： 36-0.7×2=34.6(mm) 粗銑后最大尺寸： 36+0.2×2=36.4(mm) 粗銑后最小尺寸： 36.4-0.22=36.18(mm) 六、確定切削用量及基本工時 工序一 鑄造（省略） 工序二 粗銑兩孔端面A、B面，及C、D、E平面； 1、加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。 加工要求：粗銑兩孔的兩端面A、B，平面D、E，公差I(lǐng)T14；粗銑C平面，表面粗糙度R12.5。 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《機械制造工藝手冊》表[4-16]） 刀具：查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）選圓柱形銑刀銑平面，粗銑選用=3~8mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm~-4.5mm），查《金屬機械加工工藝人員手冊》（第三版）P1012表[12-2]選精度等級為14級。 （1）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度=3mm。 （2）進給量的選擇 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[6-12]取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量=0.25mm/齒。 （3）切削速度 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[6-14] 由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應(yīng)取較小值。V=15m/min。 （4）銑刀直徑和工作臺的進給量 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[10-38]和[10-39]得 d=60mm則 =1000×15/3.14×60=76.12mm 取=76mm 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =80r/min v=3.14×60×80/1000=15m/min 當(dāng)時，工作臺的每分鐘的進給量， =0.25×6×80=120m/min （5）切削工時 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）選 =100mm，=8.3mm, =3mm 111.3/120=0.93 工序三 鉆28mm的孔； 刀具材料：高速鋼。 刀具：直柄麻花鉆（查《機械制造工藝手冊》） （1） 確定進給量 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[2-7]，當(dāng)加工材料為HT150<800，= 25mm時， =0.39~0.47mm。由于本零件在加工28mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.39~0.47）×0.75=0.29~0.35 mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.25 mm/r （2） 切削速度 根據(jù)《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[2-13] 和表[2-14]，查得切削速度V=18m/min。所以 取，故實際切削速度為 （3） 切削工時 =19mm，=3mm, =3mm =19+9+3/195×0.25=0.635（min） 工序四 擴28mm的孔至圖樣尺寸，并锪36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°； (1) 擴孔至圖樣尺寸 利用28mm的鉆頭對25mm的孔進行擴鉆。根據(jù)《機械制造工藝手冊》表[4-8]的規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取。 條件：1、灰鑄鐵； 2、HB=150200； 3、有提高表面粗糙度的要求； 4、擴孔的深度較小（本次擴鉆深度3mm）； 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，利用鉆頭進行擴孔時，其進給量、切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時進給量與切削速度的關(guān)系為：查《金屬切削手冊》表[2-10]得 進給量=（0.9~1.2）×3=（2.7~3.6 ）mm/r 按機床取=3 mm/r。 機床主軸轉(zhuǎn)速：n=68r/min，則切削速度v=8.26m/min。 機床：Z3030搖臂鉆床（最大鉆孔直徑30mm） 故實際切削速度： v=3.14×30×68/1000=6.4(m/min) 機動工時： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》表[15-5]選?。? =14mm，=3mm, =3mm =14+3+3/68×3=0.15（min） (2) 锪圓柱式沉頭孔36mm 根據(jù)有關(guān)規(guī)定和資料的介紹，锪圓柱式沉頭孔時進給量及切削速度為鉆孔時的1/2~1/3，故 =1/3=1/3×0.25=0.083mm/r =1/3=1/3×15.3=5.1m/min 按機床選取，所以實際切削速度 切削工時； 查《金屬機械加工工藝人員手冊》表[15-5]選?。? 切入=4mm, =0mm，=16mm （3）倒角2×45° 采用90°锪鉆。為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同： v=3.14×30×68/1000=6.4(m/min) 工序五 鉆M6螺紋的底孔； （1）進給量 查《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[2-7]，當(dāng)加工材料為HT150<800，= 6mm時， =0.14~0.27mm。由于本零件在加工6mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.14~0.27）×0.75=（0.105~0.2025） mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.15 mm/r （2）切削速度 根據(jù)《金屬切削手冊》（上?？茖W(xué)出版社）表[2-13] 和表[2-14]，查得切削速度V=12m/min。所以 取，故實際切削速度為 （3）切削工時 =12mm，=3mm, =3mm =12+9+3/150×0.25=0.64（min） 工序六 攻螺紋2-M6； （1）由于是公制螺紋M6，查《機械制造工藝手冊》得： V=0.1m/s=6m/min 所以，=238r/min。 按機床選取，則。 （4） 攻M6孔的機動工時 查《機械制造工藝手冊》得： =19mm，=3mm, =3mm 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。（閱機械加工工藝過程綜合卡片） 第三節(jié) 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第四道工序——擴鉆28mm的孔至圖樣尺寸，并锪36mm的孔至圖樣尺寸要求，同時倒角2×45°的鉆床夾具。刀具為兩把高速鋼的直柄麻花鉆和锪鉆，對工件的內(nèi)孔和沉頭孔分別進行擴鉆和锪鉆。 一、 問題的提出 本夾具主要用來對工件的內(nèi)孔28mm和沉頭孔36mm分別進行擴鉆和锪鉆，這兩個內(nèi)孔和沉頭孔與端面C、D、E都有一定的位置關(guān)系和技術(shù)要求。當(dāng)加工本工序之前，由于工件的內(nèi)孔要進行鉆加工，并與端面C、D、E有一定的位置關(guān)系，但精度要求不是很高，所以，在加工本道工序時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低加工勞動強度。 二、夾具的設(shè)計 1、定位基準的選擇 由零件圖可知，28mm孔的兩端面A、B和中心線與C、D面有一定的位置要求，其設(shè)計基準為孔的中心線。為了使定位誤差較小或為零，應(yīng)該選擇以28mm孔的兩端面定位的夾具，因此這里選用28mm孔的B端面為主要定位基面。 2、切削力及加緊力的計算 (1)鉆孔時軸向力的計算 由加工可鍛鑄鐵、150HBS等條件，查《機械加工工藝師手冊》表[28-4]得：刀具采用高速鋼。 其中，，，; 查《機械加工工藝師手冊》表[27-15]得： 所以，鉆6mm的螺紋底孔時： 軸向力F=425×6×0.70×1=1785N 鉆28mm的零件內(nèi)孔時： 軸向力F=425×25×0.70×1=7437.5N （2）V形塊 由于是100mm的半圓柱體，查《金屬機械加工工藝人員手冊》（趙如福，主編，第三版）表[9-52]選 N=58，B=46，L=40，A=73，=55，=60，h=8。 （3）工件在夾具中的夾緊 由于采用螺旋夾緊機構(gòu)，查《機械制造工藝學(xué)》(王先奎主編)公式[2-4]得: 其中 ——作用在扳手上的力; L——作用力的力臂; ——螺紋中徑; ——螺紋副的當(dāng)量摩擦角。 故作用力Q=1125N，夾緊力W=3000N。 3、定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為零件的底面B面，該定位面的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時與有位置關(guān)系的各面的尺寸與公差相同。零件安裝在夾具中時的最大側(cè)向間隙為： 由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角為： 所以 =0.154° 查《機械制造工藝手冊》，中心線的轉(zhuǎn)角公差為2°，故最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。 （2）計算外端面銑加工后與28mm孔中心線的最大平行度誤差。 零件28mm孔與定位心軸的最大間隙為： 由零件圖可知，28mm孔的深度為36mm，則由上述間隙引起的最大傾角為0.033/36。此即為由于定位問題而引起的28mm孔端面對中心線的最大平行度誤差。由于28mm外端面的公差等級較低，故上述平行度誤差值是允許的。 4、夾具設(shè)計及操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意勞動生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。本工序由于加工精度等級較低，切削力較大。為了加緊工件，勢必要增大受力面積，而這樣將使整個夾具過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的夾緊機構(gòu)，盡量增加該夾緊機構(gòu)的擴力比；三是在可能的情況下，適當(dāng)提高工作壓力，以增加夾緊力。結(jié)果，本夾具總的感覺還比較緊湊。 設(shè)計總結(jié) “操千曲而后曉聲，觀千劍而后識器。”在參加本次機制工藝及夾具課程設(shè)計的過程中，獲益匪淺，對所學(xué)的專業(yè)課程知識有了更系統(tǒng)的理解和掌握。第一次系統(tǒng)地參加了一個零件的整個設(shè)計過程，包括對零件機械加工工藝規(guī)程的制定、某一工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計等，對于設(shè)計程序有了深刻的了解和掌握。在本次為期二周的機制工藝及夾具課程設(shè)計中，通過查閱有關(guān)書籍，了解和掌握了的機制工藝及夾具設(shè)計的一般步驟和方法，并運用了這些方法和步驟進行了活動鉗口的機械加工工藝規(guī)程的編制與工序四的專用夾具的設(shè)計，使我們對機制工藝及夾具設(shè)計的基本原理和步驟有深入的了解，打好了一定的基礎(chǔ)。只有在基礎(chǔ)知識扎實后才可根據(jù)工程實際的需要對一些不是十分必要的步驟和計算進行簡化，達到滿足要求，又簡化設(shè)計的目的。 在這次設(shè)計過程中，我們學(xué)會了充分利用圖書館的資源，查閱了大量相關(guān)書籍。在對采用節(jié)流調(diào)速回路的液壓系統(tǒng)，液壓缸的最大功率和液壓泵的最大功率往往并不對應(yīng)。在確定電動幾功率是應(yīng)以泵的最大功率作為依據(jù)。管路的長度在確定電動機功率時應(yīng)以詳盡的方法能計算確定，但往往也很難做到，工程設(shè)計中一般按遵守原則進行。 同時深入實際，通用零件的調(diào)查，使我們開拓了視野，鞏固了學(xué)過的知識，還讓我們加深了對許多概念的理解。同時在整個設(shè)計過程中我們遇到很多困難，也有很多體會，知道了怎樣合理利用資料。譬如在設(shè)計過程中，由于學(xué)過制圖，我們最初覺得很容易，但是實際情況切實大相徑庭。如零件專用夾具的設(shè)計，就算一個看似簡單的條形塊，在設(shè)計時還要考慮到其他零件的配合和功能的實現(xiàn)等，而根本就是自相矛盾，一改再改?？傊?，通過參與本次創(chuàng)新設(shè)計大賽，對我來說是對自己能力的一次考驗，不僅提高了理論聯(lián)系實踐的能力，還培養(yǎng)了團隊合作精神，為走向社會打下了堅實的基礎(chǔ)。 感 謝 信 在本次的課程設(shè)計中，要求通過設(shè)計，能對制造活動有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)，具備制訂工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。為此要查閱和使用大量的手冊及圖表資料，工科文獻中心最大限度為我們提供了借閱資料的平臺。 各種性能參數(shù)需要非常繁重的計算，同學(xué)之間的合作互助為我們這次能夠按時完成任務(wù)起到至關(guān)重要的作用，之間的討論加深了我們對知識的理解及應(yīng)用。 對于比較關(guān)鍵的知識點同學(xué)之間討論不出來的，郭老師給予我們及時的指導(dǎo)，培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實踐的能力，為以后在工程技術(shù)中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，在此感謝老師在百忙之中為我們按時輔導(dǎo)。 最后感謝學(xué)校為我們安排了這次課程設(shè)計，為進一步培養(yǎng)我們的實際應(yīng)用能力，給予我們機會，以及一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，從學(xué)生的切身利益考慮，為我們將來從事的工作崗位，積累經(jīng)驗。 至此，我們體會到作為一個未來工科的工程技術(shù)人員需要扎實的理論基礎(chǔ)及嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，為保證要求要達到的程度，必須實事求是，事必躬親，解決所遇到的問題。 [參考資料] 1、胡永生編，《機械制造工藝學(xué)》，機械工業(yè)出版社。 2、薛源順 主 編，《機床夾具設(shè)計》機械工業(yè)出版社2000年。 3、戴 曙主編，《金屬切削機床設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，1985年。 4、宋? 殷 主 編，《機床夾具設(shè)計》華中理工大學(xué)出版社 1990年。 5、《機床設(shè)計手冊》編寫組主編，機械工業(yè)出版社，1986年12月。 6、劉朝儒、高政一等主編，《機械制圖》，高等教育出版社，2000年。 7、沈樂年、范珍良等編，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，清華大學(xué)出版社，1989年9月。 8、龔定安等主編，《機床夾具設(shè)計原理》，陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1981年8月。 9、大連組合機床研究所編，《組合機床設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，1973年2月。 10、大連組合機床研究所編，《組合機床設(shè)計參考圖冊》，機械工業(yè)出版社，1978年。 11、東北重型機械學(xué)院、洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院編《機床夾具設(shè)計手則》，上海科學(xué)技術(shù)出版社。 28