夾具體底座的銑后端面夾具設(shè)計及加工工藝規(guī)程裝夾系統(tǒng)含非標(biāo)10張CAD圖-獨家.zip,夾具,底座,端面,設(shè)計,加工,工藝,規(guī)程,系統(tǒng),非標(biāo),10,CAD,獨家 夾具體底座零件的加工工藝及銑裝夾系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。 夾具體零件工藝規(guī)程及其銑端面的工裝夾具設(shè)計，包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：夾具體零件；工藝；夾具設(shè)計；工序；切削用量 Abstract This design involves mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance fit and measurement and other aspects of knowledge. Fixture body parts process specification and milling end face fixture design, including parts processing process design, process design and special fixture design three parts. In the process design, we must first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, then design the process route of the parts. The design of special fixture is carried out, and each component of fixture is selected, such as positioning component, clamping component, guiding component, connecting component between fixture and machine tool, and other components; the positioning error caused by fixture positioning is calculated, the rationality and shortcomings of fixture structure are analyzed, and the notes in future design are given. It is intended to be improved. Key words: clamping specific parts; process; fixture design; process; cutting parameters 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 概述發(fā)展 1 1.1 機(jī)床夾具的主要功能 1 1.2 機(jī)床夾具的組成 1 1.3 夾具設(shè)計的步驟和基本要求 1 1.3.1 夾具設(shè)計的基本要求 1 1.3.2 夾具的設(shè)計步驟 2 1.3.3 夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術(shù)條件的標(biāo)注 3 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 6 2.1 夾具體零件 6 2.2 夾具體零件的工藝分析 7 2.3 基準(zhǔn)的選擇 8 2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 8 2.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則 8 2.4 制定工藝路線 9 2.5 確定各工序的加工余量 9 2.6 確定切削用量及基本工時 11 第三章 銑床夾具 18 3.1 問題的提出 18 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 18 3.3 切削力和夾緊力計算 18 3.4 誤差分析 20 3.4.1定位誤差 20 3.4.2產(chǎn)生定位誤差的原因 20 3.4.3 定位誤差分析 21 結(jié)束語 23 謝 辭 24 參考文獻(xiàn) 25 III 第一章 概述發(fā)展 1.1 機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工時的重要裝備，同時是機(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)展的帶動下，夾具技術(shù)也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用 、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。機(jī)床夾具的主要功能是使工件定位夾緊，使工件相對于刀具及機(jī)床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達(dá)到工序所規(guī)定的技術(shù)要求，工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中不致因切削力、重力、離心力等外力作用而發(fā)生位置改變。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，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 安裝方法有找正法和用專用夾具，找正法用于單件、小批生產(chǎn)中，而專用夾具用于生產(chǎn)批量較大或特殊需要時。 1.2 機(jī)床夾具的組成 1.定位支承元件 確定工件在夾具中的正確位置并支承工件。 2.夾緊裝置 將工件夾緊不發(fā)生移動。 3.對刀或?qū)蛟?保證刀具與工件加工表面的正確位置。 4.夾具體 將夾具的所有組成部分組成一體，并保證它們之間的相對位置關(guān)系。 1.3 夾具設(shè)計的步驟和基本要求 1.3.1 夾具設(shè)計的基本要求 夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人的勞動強(qiáng)度、生產(chǎn)率和加工成本。因此對設(shè)計的夾具，提出以下幾點基本要求。 1.能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術(shù)要求。若工件達(dá)不到加工技術(shù)要求，成為廢品，則夾具設(shè)計是失敗的，該夾具不能用與生產(chǎn)。 2.操作簡單，便于工件安裝，減輕工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省工件安裝時間，降低輔助工時，保證高的生產(chǎn)效率。 3.具有良好的工藝性，便于制造，降低夾具制造成本，從而降低分?jǐn)傇诠ぜ系募庸こ杀尽? 為保證上述基本要求，夾具的生產(chǎn)過程應(yīng)按下面程序進(jìn)行：夾具生產(chǎn)任務(wù)書—夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計—使用、制造部門會簽——夾具制造——夾具驗收——生產(chǎn)使用。 夾具生產(chǎn)任務(wù)書是由工藝人員在編制工藝規(guī)程時，根據(jù)生產(chǎn)需要而提出的。任務(wù)書中包含內(nèi)容有設(shè)計理由、使用車間、使用設(shè)備，該夾具所使用工件工序的工序圖并在工序圖上要標(biāo)明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基準(zhǔn)、夾緊點。這是設(shè)計夾具的依據(jù)，也是驗收制造夾具的依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計人根據(jù)夾具設(shè)計任務(wù)書的加工要求，提出幾種可行方案、分析比較、進(jìn)行誤差計算，以確定出合理方案，進(jìn)行設(shè)計。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，要會同使用部門、制造部門就夾具的結(jié)構(gòu)合理性、結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行審核、會簽、交付制造。制成的夾具要同設(shè)計人員。工藝人員、使用部門、制造部門共同進(jìn)行驗證。當(dāng)確認(rèn)夾具可保證工件該工序加工要求，能保證生產(chǎn)率、操作方便、安全，就可交付生產(chǎn)車間使用。 1.3.2 夾具的設(shè)計步驟 當(dāng)接到夾具設(shè)計任務(wù)書后，按下面6個步驟，逐步設(shè)計。 1.明確設(shè)計任務(wù)，收集研究設(shè)計的原始資料。原始資料包括如下內(nèi)容。 A：加工零件的零件圖、毛坯圖及加工工藝過程，所設(shè)計夾具應(yīng)有的工序圖，并了解該工序所使用的設(shè)備、刀具、量具、其他輔具以及該工序的加工余量、切削用量、加工要求、生產(chǎn)節(jié)拍等參數(shù)。 B：了解零件的生產(chǎn)類型，就是決定夾具采用簡單結(jié)構(gòu)或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的依據(jù)。若屬大批量生產(chǎn)，則力求夾具結(jié)構(gòu)完善、生產(chǎn)率高 或是單件小批量生產(chǎn)或急于應(yīng)付生產(chǎn)，則夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單，以便迅速制造交付使用。 C：收集該夾具所用機(jī)床的資料，主要指與夾具連接部分的安裝尺寸。如銑床夾具要安裝在工作臺上，要收集工作如大小，工作如T形槽及槽距，以及機(jī)床的技術(shù)參數(shù)。 D：收集所使用刀具的資料如刀具的精度、安裝方式、使用要求及技術(shù)條件等。 E：收集國內(nèi)外同類型夾具資料，吸收其中先進(jìn)而又能結(jié)合本廠情況的合理部分。 F：了解本廠制造夾具的能力和使用的條件，如夾具制造的條件及精度水平，有無壓縮空氣壓值等。 G：收集有關(guān)夾具部件的標(biāo)準(zhǔn)（包括國標(biāo)、部標(biāo)、企標(biāo)、廠標(biāo)），典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊等。 2.確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖，其主要內(nèi)容如下。 A：根據(jù)工件加工尺寸、要求和開關(guān)，確定工件的定位方式，選擇或設(shè)計定位元件，計算定位誤差。 B：確定刀具的引導(dǎo)方式及引導(dǎo)元件（指鉆夾具、鏜夾具）。 C：確定工件夾緊方式 ，選擇或設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)，計算夾緊力。 D：確定其他裝置（如分度裝置、頂出裝置）的結(jié)構(gòu)型式。 E：確定和設(shè)計其他結(jié)構(gòu)，如銑床夾具與機(jī)床的連接裝置、對刀裝置。 在確定夾具結(jié)構(gòu)的各組成部分時，可提出幾種不同方案，分別畫出草圖，進(jìn)行分析比較，從中選擇出合理方案。 3.繪制夾具總圖。應(yīng)注意以下幾點。 A：繪制夾具總圖，盡量按1：1繪制，以保證直觀性。 B：主視圖盡量符合操作者的正面位置。 C：工件輪廓用雙點畫線繪制，并視為假想透明體，不影響其他元件的繪制。 D：繪圖順序為：工件——定位元件——引導(dǎo)元件——夾緊裝置——其他裝置——夾具體。 4.標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件。夾具總圖結(jié)構(gòu)繪制完成后，需標(biāo)注五類尺寸和四類技術(shù)條件。 5.編寫零件明細(xì)表。明細(xì)表應(yīng)包括零件序號、名稱、代號（指標(biāo)準(zhǔn)件代號或通用件代號 ）、數(shù)量、材料、熱處理、質(zhì)量等。 6.繪制總圖中非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。 1.3.3 夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術(shù)條件的標(biāo)注 在夾具設(shè)計中，對于初設(shè)計者，在夾具總圖上如何標(biāo)注尺寸及技術(shù)條件，往往是難點之一，以下對此作簡要闡述。 1.夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的五類尺寸 A：夾具外形輪廓尺寸——指夾具在長、寬、高三個方向上的最大極限尺寸。若有可動部分，則指運動部件在空間達(dá)到的極限位置的尺寸。標(biāo)注夾具外形尺寸的目的是避免夾具與機(jī)床或刀具在空間發(fā)生干涉。 B：工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸——主要指工件定位面與定位元件工作面的配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它們直接影響工件加工精度，是計算工件定位誤差的依據(jù)。 C：夾具與刀具的聯(lián)系尺寸——主要指對刀元件或引導(dǎo)元件與夾具定位元件之間的位置尺寸、引導(dǎo)元件之間的位置尺寸或引導(dǎo)與導(dǎo)向部分的配合尺寸。 D：夾具與機(jī)床的連接部分尺寸——這類尺寸主要指夾具與機(jī)床主軸或工作如必須固定連接的平俱。如車床夾具要安裝在車床主軸上，要標(biāo)注與車床主軸的連接尺寸，銑床夾具要安裝在工作臺上，要標(biāo)注與工作如T形槽相配的定位鍵尺寸。 E：夾具內(nèi)容的配合尺寸——中心軸與夾具體孔的配合尺寸，鉆套與襯套、襯套與夾具體的配合尺寸，此類尺寸必須標(biāo)注尺寸、配合性質(zhì)及配合精度，否則夾具精度無法保證。 2. 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的四類技術(shù)條件 夾具中的技術(shù)條件主要指夾具裝配好后，各表面之間的位置精度要求。 A：定位元件之間的相互位置要求——這是指組合定位時多個定位元件之間的相互位置要求或多件裝夾時相同定位元件之間的相互位置要求。如兩端頂尖頂軸兩端中心孔，要求兩頂尖軸線同軸度，兩V形塊對稱線的同軸度。 B：定位元件與連接元件或夾具體底面的相位置要求——夾具的連接元件或夾具體底面是夾具與機(jī)床的連接部分，它決定了夾具與機(jī)床的相對位置，也就是決定了定位元件相對機(jī)床，或刀具的位置，即決定了工件相對機(jī)床或刀具的位置。 C：引導(dǎo)元件與連接元件或夾具體底面的位置要求 D：引導(dǎo)元件與定位元件之間的相互位置要求 3.五類尺寸、四類技術(shù)條件的分類 五類尺寸、四類技術(shù)條件根據(jù)是否與工序加工要求相關(guān)而分為兩類，其精度值大小和取法不同。 A：與工件加工要求無直接關(guān)系的 ① 尺寸公差與配合 這類尺寸公差與配合應(yīng)按照元件在夾具中的功用和裝配要求，根據(jù)公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)或參閱有關(guān)資料來制定。 ② 技術(shù)條件 與工件加工要求無直接關(guān)系的夾具上技術(shù)條件。 B： 與加工要求直接相關(guān)的 這類尺寸和技術(shù)條件與工件上相應(yīng)尺寸和技術(shù)條件直接對應(yīng)，直接根據(jù)工件相應(yīng)尺寸公差和相互位置允差的（1/5～1/2）的值選取。一般工件允差小，取大系數(shù)，工件允差大，則取小系數(shù)。 制定這類夾具尺寸公差時，要注意下列問題。 ① 應(yīng)經(jīng)工件的平均尺寸作為夾具相應(yīng)尺寸的基本尺寸，極限偏差按對稱雙向標(biāo)注。 ② 應(yīng)以工序尺寸（不一定是工件最終尺寸）作為夾具基本尺寸的設(shè)計依據(jù)。 4.夾具調(diào)刀尺寸的標(biāo)注 當(dāng)夾具設(shè)計完成，按要求標(biāo)注尺寸后，對有些夾具如銑夾具，往往還要標(biāo)注調(diào)刀尺寸（調(diào)刀尺寸一般是指夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)到對刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相對基準(zhǔn)的尺寸，它與工件加工尺寸直接相關(guān)，也是夾具總圖上關(guān)鍵尺寸要求。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 夾具體零件 題目所給的零件是夾具體零件，夾具總體設(shè)計中最后完成的主要元件是夾具體。夾具體是夾具基礎(chǔ)件、組成夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過程中，它還要承受切削力、夾緊、慣性力及由此而產(chǎn)生的振動和沖擊。所以，夾具體是夾具中一個設(shè)計、制造勞動量大，耗費材料多，加工要求高的零部件。在夾具成本中所占比重較大，制造周期也長，設(shè)計時，應(yīng)給以足夠的重視。 1.夾具體和毛坯結(jié)構(gòu) 實際生產(chǎn)中所用夾具體常用的有三種結(jié)構(gòu)。 A：鑄造結(jié)構(gòu) 鑄造結(jié)構(gòu)夾具體的優(yōu)點如下： ① 可鑄出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀。 ② 鑄件抗壓強(qiáng)度大、抗振性好，特別適用于加工時振動大、切削負(fù)荷大的場合。 ③ 鑄件易于加工，價格低廉，成本低。但鑄件生產(chǎn)周期長，因存在鑄內(nèi)應(yīng)力，易引起變形，影響夾具精度的保持性，因此，夾具體必須進(jìn)行時效處理。 B：焊接結(jié)構(gòu)其優(yōu)點如下： ① 容易制造，周期短。 ② 采用鋼板、型材，如結(jié)構(gòu)合理，布置得當(dāng)，可減小質(zhì)量。由于上述兩優(yōu)點，特別適用于新產(chǎn)品試制或臨時急用的場合，以縮短生產(chǎn)周期。此外，一些結(jié)構(gòu)簡單的小型夾具，如翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模、可缷式鉆模，采用焊接式結(jié)構(gòu)十分有利，因為這些夾具要頻繁拆缷翻轉(zhuǎn)，力求結(jié)構(gòu)輕巧耐磨。 但焊接結(jié)構(gòu)夾具體在焊接過程中的熱變形和殘余應(yīng)力對夾具精度會有不得影響，因此，焊完后要進(jìn)行退火處理；另外，為提高剛性需加加強(qiáng)筋。 C：裝配結(jié)構(gòu) 裝配夾具體是選用夾具專用標(biāo)準(zhǔn)毛坯或標(biāo)準(zhǔn)零件，根據(jù)使用要求組裝而成，可得到精確的外形和空間位置尺寸。標(biāo)準(zhǔn)毛坯和標(biāo)準(zhǔn)零件可組織專業(yè)化生產(chǎn)，這樣不但可以大大縮短夾具體的生產(chǎn)周期，還可降低生產(chǎn)成本。要使裝配夾具體在生產(chǎn)中得到廣泛使用，必須實行夾具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。 2.對夾具體的基本要求 A：一定的形狀和尺寸 夾具的外形，取決于安裝在夾具上的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置的形狀及它們之間的布置位置。設(shè)計時，只要將組成該夾具的所有元件、機(jī)構(gòu)和裝置的結(jié)構(gòu)尺寸都設(shè)計好并布置好它們在圖紙上的位置，就可以由此勾畫出夾具體的大致外形輪廓尺寸。因為是單件生產(chǎn)，一般不作復(fù)雜計算設(shè)計。通常參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗類比法估計確定。 確定夾具體尺寸時，可參考下面數(shù)據(jù)。 ① 鑄造結(jié)構(gòu)的夾具體，壁厚取8～25mm，過厚處挖空。 ② 焊接結(jié)構(gòu)用鋼板取6～10mm，剛度不夠時加筋板。 ③ 夾具體上不加工表面與工件表面之間應(yīng)有一定間隙，以保證工件與夾具體之間不發(fā)生干涉。間隙大小按以下規(guī)定選?。? a:夾具體、工件都是毛面，間隙取8～15mm. b:夾具體是毛面，工件是光面，間隙取4～10mm. B：足夠的強(qiáng)度和剛度 目的是減小在加工過程中因受切削力、夾緊力等而發(fā)生變形或振動。當(dāng)剛度不夠時，可增設(shè)加強(qiáng)筋或用框形結(jié)構(gòu)。若用加強(qiáng)筋，其壁厚取0.7～0.9倍壁厚，高度不大于壁厚5倍。 C：良好的結(jié)構(gòu)工藝性 以便于制造、裝配、并減少加工工時。如夾具體上大平面上要局部加工，可鑄出3～5mm凸臺；各加工表面，最好在同一平面內(nèi)或在同一回轉(zhuǎn)表面上，以便于加工；盡量減少加工表面面積。另外，對于切削量大的工件所使用夾具，要注意應(yīng)能方便排屑，以免影響安裝精度；對于大而重的夾具體，要考慮起吊裝置，如吊環(huán)螺釘或起重螺栓。 2.2 夾具體零件的工藝分析 夾具體零件共有以下幾個加工表面，現(xiàn)分述如下： 1、 夾具體零件前端面 2、 夾具體零件后端面 3、 夾具體零件2-Φ50孔 4、 夾具體零件4-R15槽 5、 夾具體零件2-Φ10孔 6、 夾具體零件4-M16-7H螺紋 2.3 基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2.如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。 3.如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。 4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5.粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用夾具體后端面、右端面及頂面作為定位粗基準(zhǔn)。 2.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則 選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 1.用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 2.當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 3.當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 4.為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。 5.有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。 由以上知，選擇工件后端面和2-Φ50孔作為定位精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 2.4 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 最終工藝方案如下： 工序01：金屬型澆注 工序02：時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：銑工件前端面 工序04：銑工件后端面 工序05：粗鏜、半精鏜、精鏜2-Φ50孔 工序06：銑4-R15槽 工序07：鉆、鉸2-Φ10孔 工序08：鉆、攻4-M16螺紋 工序09：去毛刺 工序10：檢驗至圖紙要求 工序11：涂防銹漆 工序12：包裝、入庫 2.5 確定各工序的加工余量 1. 夾具體前端面的加工余量 夾具體底面長450mm，鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-F，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=4.5mm,表面粗糙度6.3，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 2. 夾具體后端面的加工余量 夾具體后端面長450mm，鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-F，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=4.5mm,表面粗糙度6.3，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 3. 夾具體2-Φ50孔的加工余量 夾具體2-Φ50mm孔，鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-F，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-7，需經(jīng)過粗鏜——半精鏜——精鏜方能滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量Z=1.0 半精鏜 單邊余量Z=0.4 精鏜 單邊余量Z=0.1 4. 夾具體4-R15槽的加工余量 夾具體4-R15槽，因槽的尺寸不大，故采用實心鑄造，槽表面粗糙為Ra12.5，一步銑削即可滿足其精度要求。 5. 夾具體2-Φ10孔的加工余量 夾具體2-Φ10mm孔，因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造,表面粗糙度1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-7知，需經(jīng)過鉆——擴(kuò)——鉸方能滿足其精度要求。再根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9知，首先鉆孔至Φ9.8，接下來鉸Φ9.8孔至Φ10。 6.夾具體4-M16-7H螺紋的加工余量 夾具體4-M16-7H螺紋，因尺寸不大，故采用實心鑄造，表面粗糙度Ra6.3，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-7知，兩步鉆削即鉆孔——攻絲可滿足其精度要求。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-20知，首先鉆M16-7H螺紋底孔Φ13.6，再攻M16-7H螺紋。 7. 夾具體其他的不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。 2.6 確定切削用量及基本工時 工序01：金屬型澆注 工序02：時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：銑工件前端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 單側(cè)加工余量Z=4.5，一次走刀完成，刀具易損，故采用兩次走刀完成，每刀切削深度 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-36， 立式銑床X52K標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時 實際切削速度 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X52K標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，=6 則機(jī)動工時為 工序04：銑工件后端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 單側(cè)加工余量Z=4.5，一次走刀完成，刀具易損，故采用兩次走刀完成，每刀切削深度 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-36， 立式銑床X52K標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時 實際切削速度 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X52K標(biāo)準(zhǔn)選取 4） 計算工時 切削工時： ，，，=6 則機(jī)動工時為 工序05：粗鏜、半精鏜、精鏜2-Φ50孔 工步一：粗鏜Φ47孔至Φ49 1．加工條件 加工要求：粗鏜Φ67孔至Φ69，單側(cè)加工余量Z=1.0mm。 機(jī)床：選用T4240坐標(biāo)鏜床和專用夾具。 刀具：硬質(zhì)合金單刃鏜刀。 2、選擇切削用量 （1）選擇切削深度 由于單側(cè)加工余量Z=1.0mm，故可在一次鏜去全部余量，則=1.0mm (2)選擇進(jìn)給量 根據(jù)【6】《實用機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鏜時，硬質(zhì)合金刀頭，加工材料鑄鐵： =75m/min f=0.02～0.18mm/r 則487r/min 根據(jù)《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇f=0.18mm/r，n=480r/min。 （3）計算基本工時 切削工時： ，，,走刀次數(shù) 則機(jī)動工時為 故有 1.481min 工步二：半精鏜Φ49孔至Φ49.8 1．加工條件 加工要求：半精鏜Φ49孔至Φ49.8，單側(cè)加工余量Z=0.4mm。 機(jī)床：選用T4240坐標(biāo)鏜床和專用夾具。 刀具：硬質(zhì)合金單刃鏜刀。 2、選擇切削用量 （1）選擇切削深度 由于單側(cè)加工余量Z=0.4mm，故可在一次鏜去全部余量，則=0.4mm (2)選擇進(jìn)給量 根據(jù)【6】《實用機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鏜時，硬質(zhì)合金刀頭，加工材料鑄鐵： =125m/min f=0.02～0.18mm/r 則799r/min 根據(jù)《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇f=0.12mm/r，n=780r/min。 （3）計算基本工時 切削工時： ，，,走刀次數(shù) 則機(jī)動工時為 故有 1.355min 工步三：精鏜Φ49.8孔至Φ50 1．加工條件 加工要求：精鏜Φ49.8孔至Φ50，單側(cè)加工余量Z=0.1mm。 機(jī)床：選用T4240坐標(biāo)鏜床和專用夾具。 刀具：硬質(zhì)合金單刃鏜刀。 2、選擇切削用量 （1）選擇切削深度 由于單側(cè)加工余量Z=0.1mm，故可在一次鏜去全部余量，則=0.1mm (2)選擇進(jìn)給量 根據(jù)【6】《實用機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鏜時，硬質(zhì)合金刀頭，加工材料鑄鐵： =210m/min f=0.02～0.18mm/r 則1338r/min 根據(jù)《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇f=0.09mm/r，n=1250r/min。 （3）計算基本工時 切削工時： ，，,走刀次數(shù) 則機(jī)動工時為 故有 1.122min 工序06：銑4-R15槽 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-36， 立式銑床X52K標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時 實際切削速度 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X52K標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，，，走刀次數(shù)=4 則機(jī)動工時為 工序07：鉆、鉸2-Φ10孔 工步一：鉆孔至Φ9.8 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工Φ9.8孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)搖臂鉆床Z3025說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)搖臂鉆床Z3025說明書，取， 故實際切削速度為 則機(jī)動工時為 工步二：鉸Φ9.8孔至Φ10 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)加工中心說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2 則機(jī)動工時為 工序08：鉆、攻4-M16-7H螺紋 工步一：鉆4-M16-7H螺紋底孔Φ13.6 選用Φ13.6mm高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 585r/min 按搖臂鉆床Z3025選取n=630r/min 切削工時： ，， 則機(jī)動工時為 工步二：攻M16-7H螺紋 選擇M16mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=1.2mm/r 597r/min 按搖臂鉆床Z3025選取n=630r/min 切削工時： ，， 則機(jī)動工時為 工序09：去毛刺 工序10：檢驗至圖紙要求 工序11：涂防銹漆 工序12：包裝、入庫 第三章 銑床夾具 對于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專用機(jī)床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效的前提下，亦可部分采用通用夾具。本加工工藝規(guī)程中，所用夾具均為專用夾具，需專門設(shè)計、制造，這里對銑床夾具進(jìn)行分析。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于銑后端面，粗糙度均Ra6.3，精度要求不高，故設(shè)計夾具時，主要考慮生產(chǎn)效率。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 在夾具設(shè)計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計中首先要解決的問題。 設(shè)計夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點定位原理。 由于該零件的加工是后端面，并以夾具體零件前端面、右端面和頂面定位，對應(yīng)的定位元件為：支承板（代號10），支承板（代號8）和A型支承釘（代號22）定位分析如下： 1、 夾具體零件前端面作為第一定位基準(zhǔn)，與A支承板（代號10）相配合，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。 2、 夾具體零件右端面作為第二定位基準(zhǔn)，與支承板（代號8）相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Z軸轉(zhuǎn)動。 3、 夾具體零件頂面作為第三定位基準(zhǔn)，與A型支承釘（代號22）相配合，限制一個自由度，即Y軸移動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。 3.3 切削力和夾緊力計算 設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則： 1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。 2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。 3)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動夾緊機(jī)構(gòu) 4)必須保證自鎖，機(jī)動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。 5)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。 6)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。 選用螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)來對被加工工件進(jìn)行夾緊。 螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)的特點：①結(jié)構(gòu)簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴(kuò)力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。 1、查表4得切削力計算公式： 式中，f=1mm/r,查表得 =736MPa, 即==1547N 2、 夾緊力計算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5～4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠。 3.4 誤差分析 3.4.1定位誤差 工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的： 1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。 2）夾具帶著工件安裝在機(jī)床上，夾具相對機(jī)床主軸（或刀具）或運動導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對定誤差。 3）加工過程中誤差，如機(jī)床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。 其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。 3.4.2產(chǎn)生定位誤差的原因 1.基準(zhǔn)不重合來帶的定位誤差： 夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 2.間隙引起的定位誤差 在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。 3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差 1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。 2）導(dǎo)向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對刀誤差。 3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對定誤差導(dǎo)致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生的位置誤差。 4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。 3.4.3 定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。 3.5 機(jī)床夾具的總體形式 1、機(jī)床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機(jī)床等因素來確定。 夾具的組成歸納為： 1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3）導(dǎo)向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4） 動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、液動等動力裝置。 5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機(jī)床上。 6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置。 2、確定夾具體 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具上的各種裝置和無件通過夾具體連接成一個整體。故夾具體的形狀與尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機(jī)床的連接。 對夾具體的要求： 1）、有足夠的強(qiáng)度與剛度，在加工過程中，夾具體在切削力、夾緊力的作用下，應(yīng)不會產(chǎn)生不允許的變形和振動。 2）、尺寸穩(wěn)定，為保證夾具加工后尺寸穩(wěn)定，對鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理；對焊接夾具體要進(jìn)行退火處理，以削除內(nèi)應(yīng)力。 3）、對構(gòu)工藝性好，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，夾具體應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、裝配和檢驗；體積小、重量輕以便于操作。對于移動或翻轉(zhuǎn)夾具，其重量一般不宜超過10kg， 5)機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)床夾具設(shè)計時，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。 結(jié)束語 本設(shè)計中是對夾具體零件加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決。而且它們都有一個共同的特點，都采用了支承板定位，夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。因此手動夾緊滿足夾緊要求。 通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 謝 辭 這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。 這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參考文獻(xiàn) 1， 鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8 2， 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2 3， 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12 4， 李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12 5， 鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京： 高等教育出版社 2000 6， 黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶： 重慶大學(xué)出版社 2002，7 7， 丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計 北京： 高等教育出版社 1997 8， 儲凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶： 重慶大學(xué)出版社 1997，12 9， 廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測量 北京： 中國計量出版社 2000，1 10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1992，12 11，李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1983，4 12，陶濟(jì)賢 主編 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