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CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 題目 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院 直屬學(xué)部 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 評(píng)閱教師姓名 職稱 2015 年 5 月 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 金屬切削機(jī)床 公差配合與 測(cè)量等多方面的知識(shí) 渦輪減速箱的工藝規(guī)程及工藝裝備的設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì) 工序設(shè)計(jì) 以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分 在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析 了解零件的工藝 再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu) 并選擇好零件的加工基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)出零件的工藝路線 接著對(duì)零 件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算 關(guān)鍵是決定出各個(gè)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(jì) 選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)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(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn) 關(guān)鍵詞 工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ABSTRCT This design involves the machinery manufacturing process and fixture design metal cutting machine tool tolerance and measurement and other aspects of knowledge Design process planning and process equipment turbine gear box is designed to include part machining process design process design and fixture three In the process of design should first of all parts for analysis to understand the parts of the process to design blank structure and choose the good parts machining datum design a part of the process route then the parts of each step of the process dimension calculation is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design then the special fixture fixture design selection of the various components such as the connecting part positioning element clamping elements guiding elements fixture and machine tools and other components the positioning errors calculated fixture positioning analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure pay attention to improve and design in later Keywords The craft the working procedure the cutting specifications clamp the localization the error 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 前 言 1 1 工藝設(shè)計(jì) 2 1 1 零件的分析 2 1 1 1 零件的作用 2 1 1 2 零件的工藝分析 2 1 2 毛坯的選擇與設(shè)計(jì)及基準(zhǔn)的確定 2 1 2 1 確定毛坯制造形式 2 1 2 2 基準(zhǔn)的選擇 2 1 3 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 4 1 3 1 制定工藝路線 4 1 3 2 工藝方案的比較與分析 5 2 工序設(shè)計(jì) 6 2 1 工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定 6 2 2 設(shè)備和工藝裝備的選擇 8 2 3 確定切削用量及時(shí)間定額 9 3 夾具設(shè)計(jì) 14 3 1 夾具的設(shè)計(jì) 14 3 2 夾緊裝置的組成及設(shè)計(jì)要求 15 3 2 1 動(dòng)力源 15 3 2 2 中間傳力機(jī)構(gòu) 15 3 2 3 夾緊元件 15 3 3 鏜模導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 16 3 3 1 導(dǎo)向支架的布置方式 16 3 3 2 鏜套的結(jié)構(gòu)形式 17 3 3 3 鏜桿 17 3 4 切削力與夾緊力的計(jì)算 18 3 4 1 切削力的計(jì)算 18 3 4 2 夾緊力的確定 18 3 4 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 3 5 定位誤差的分析與計(jì)算 22 3 6 夾具設(shè)計(jì)與操作的簡要說明 23 3 6 1 夾具體方式的確定 23 3 6 2 夾具的精度要求 24 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 6 3 夾具使用注意事項(xiàng) 保養(yǎng)及維護(hù) 24 3 7 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析與改進(jìn) 24 總 結(jié) 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 28 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品 并把它們裝備成機(jī)械 裝備的行業(yè) 機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用 也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提 供裝備 社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品 我們的生活離不開制造業(yè) 因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè) 是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支 柱 從某中意義上講 機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué) 技術(shù)水平的重要指標(biāo) 渦輪減速箱的工藝規(guī)程及工藝裝備的設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖 機(jī)械制造技術(shù)基 礎(chǔ) 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié) 正確地解決一 個(gè)零件在加工中的定位 夾緊以及工藝路線安排 工藝尺寸確定等問題 并設(shè)計(jì)出專 用夾具 保證零件的加工質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力 因此本次 設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng) 涉及知識(shí)面廣 所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念 基本理論 又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要 只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合 才能很好的完成本次 設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)水平有限 其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤 敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 1 工藝設(shè)計(jì) 1 1 零件的分析 1 1 1 零件的作用 減速器箱體是減速器的重要組成零件 它將有關(guān)零件 軸 套 齒輪 連接在一 起 保證它們之間有正確的相對(duì)位置關(guān)系 使它們能按一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng) 因此 箱體的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)械精度 性能和使用壽命都有直接關(guān)系 減速器的作用 1 降速同時(shí)提高輸出扭矩 扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比 但要注意不能超出 減速器額定扭矩 2 速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量 慣量的減少為減速比的平方 所 以在日常的生活工作中運(yùn)用得非常廣泛 也起到非常重要的的作用 1 1 2 零件的工藝分析 減速箱體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 加工面多 技術(shù)要求高 機(jī)械加工的勞動(dòng)量大 因此箱體 結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)保證加工質(zhì)量 提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本有重要意義 減速箱體幾個(gè)加工表面它們之間有一定的位置要求 現(xiàn)分述如下 尺寸 159 兩側(cè)面要保證一定的平行度要求平行度公差為 0 05mm 1 箱體底面與側(cè)面都有一定的垂直度要求垂直度公差為 0 05mm 2 52H8 孔與 185H8 孔有一定的平行度要求平行度公差為 0 05mm 且有一定 3 的位置要求 保證相互位置尺寸為 164 0 045mm 與側(cè)面也有一定的位置要求尺寸偏 差為 80 0 035mm 50H8 兩孔與 52H8 孔有一定的位置要求 保證相互位置尺寸為 4 92 0 031mm 且 50H8 兩孔之間有一定的平行度要求平行度公差為 0 05mm 與側(cè) 面也有一定的垂直度要求垂直度公差為 0 05mm 1 2 毛坯的選擇與設(shè)計(jì)及基準(zhǔn)的確定 1 2 1 確定毛坯制造形式 工件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) 減速箱體零件材料為 HT200 查 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) P498 表 6 68 考 慮到零件形狀復(fù)雜 有腔形 制造精度 機(jī)械性能 壽命及批量 可選擇砂型鑄造以 提高毛坯精度 減少加工余量 再確定毛坯制造形狀時(shí)應(yīng)考慮各加工表面的余量還應(yīng)考慮 是否需要制出工藝凸臺(tái) 1 以利于工件的裝夾 是一個(gè)零件制成一個(gè)毛坯還是多個(gè)零件合成一個(gè)毛坯 那些表 2 3 面不需要制出 鑄件分型面 拔模斜度及鑄造圓角 最后繪制出毛坯圖 并要決定毛 4 坯的結(jié)構(gòu)特征及各項(xiàng)技術(shù)條件 1 2 2 基準(zhǔn)的選擇 正確選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過程的一項(xiàng)重要內(nèi)容 也是保證零件加工精度的關(guān) 鍵 定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn) 輔助基準(zhǔn) 在最初加工工序中 只能用毛坯上未 經(jīng)加工的表面為定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn) 在后續(xù)加工工序中 用也加工表面作為定位基 準(zhǔn) 精基準(zhǔn) 在制定工藝規(guī)程時(shí) 應(yīng)先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達(dá)到精度要求 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 并把各加工加工出來 另外 為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度 可在工 件上某部位做一輔助基準(zhǔn) 用以定位 為了說明基準(zhǔn)及加工表面方便 因此畫零件加工表面編號(hào)圖 1 1 其中加工表面編 號(hào)為 1 2 3 圖 1 1 粗基準(zhǔn)的選擇 1 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循以下原則 1 以不需要加工表面作為粗基準(zhǔn) 2 以工件上 要求余量均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn) 3 以平整且面積較大的表面作為粗基準(zhǔn) 4 粗基準(zhǔn)一般只能使用一次 對(duì)于箱體類零件應(yīng)先加工面后加工孔再以面為基準(zhǔn)加工孔 根據(jù)有關(guān)粗基準(zhǔn)的選 擇原則 當(dāng)零件有不加相對(duì)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn) 加工尺寸為 159 的兩個(gè)端面 時(shí)應(yīng)以尺寸 159 的底面為粗基準(zhǔn) 在加工面 時(shí)應(yīng)以孔 及端面 為 6 9 4 5 7 6 粗基準(zhǔn) 在加工 面時(shí)應(yīng)以 面及 面為粗基準(zhǔn) 再加工孔時(shí)應(yīng)以也加工的表面為粗 2 4 5 9 基準(zhǔn) 如加工 孔時(shí)應(yīng)以 面作為粗基準(zhǔn) 在加工 孔時(shí)應(yīng)以 為粗基 7 8 4 5 6 1 4 6 7 準(zhǔn) 精基準(zhǔn)的選擇 2 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循以下原則 1 基準(zhǔn)重合 原則 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn) 以便消除基準(zhǔn)不重合誤差 2 基準(zhǔn)統(tǒng)一 原則 當(dāng)定位以某一組精基準(zhǔn)定位可以較 方便的加工其它表面 盡可能在多數(shù)工序中采用這組精基準(zhǔn)定位 3 自為基準(zhǔn) 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 原則 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時(shí) 應(yīng)選擇加工表面本身作為 精基準(zhǔn) 4 互為基準(zhǔn) 原則 當(dāng)兩個(gè)加工表面相互位置精度要求較高時(shí) 以兩個(gè) 需加工表面相互作為基準(zhǔn)反復(fù)加工以獲得均勻的加工余量和較高的位置精度 應(yīng)遵循 基準(zhǔn)重合及統(tǒng)一 原則 選擇面積較大的平面或孔及其組合 因此第一 個(gè)工序應(yīng)選擇尺寸 159 端面 作為精基準(zhǔn)加工另一個(gè)端面 有利于夾緊及定位 其它 6 9 工序應(yīng)盡可能采取 基準(zhǔn)重合及統(tǒng)一 原則 如在加工面 時(shí)應(yīng)以孔 及端面 為精 4 5 7 6 基準(zhǔn) 在加工 面時(shí)應(yīng)以 面及 面為精基準(zhǔn) 再加工孔時(shí)應(yīng)以也加工的表面為精基 2 4 5 9 準(zhǔn) 如加工 孔時(shí)應(yīng)以 面作為精基準(zhǔn) 在加工 孔時(shí)應(yīng)以 為精基準(zhǔn) 7 8 4 5 6 1 4 6 7 1 3 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 1 3 1 制定工藝路線 零件機(jī)械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題 其內(nèi)容包括確定定位基準(zhǔn) 選擇 各加工表面的加工方法 安排加工順序及組織整個(gè)加工工藝過程中各個(gè)工序的內(nèi)容 確定各個(gè)工序所采用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備等 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮幾個(gè)方案 經(jīng)過分析比較 選擇出比較合理的方案 根據(jù)減速箱體零件為大批生廠 所以采用通用機(jī)床 并配以專用的夾具 刀具 并考慮工序集中 以提高生產(chǎn)率 減少機(jī)床數(shù)量 降低生產(chǎn)成本 經(jīng)零件工藝分析 零件毛坯為砂型機(jī)械造型 并經(jīng)人工時(shí)效處理消除鑄件內(nèi)應(yīng)力 改善工件的可切削性 先確定工藝路線如下 方案一 工序 銑尺寸 159 的兩端面 以尺寸 159 的底面為基準(zhǔn) 6 9 工序 銑面 以端面 及孔 為基準(zhǔn) 4 5 6 9 7 工序 鏜孔 185mm 310mm 以 面及 面為基準(zhǔn) 7 8 4 5 6 工序 銑面 以 面及 面為基準(zhǔn) 2 4 5 6 工序 鏜面 以 面及基準(zhǔn) 3 4 5 工序 粗 半精鏜孔 52H8 以 面及 孔為基準(zhǔn) 1 4 5 7 工序 粗 半精鏜階梯孔 50H8 以 面及 孔為基準(zhǔn) 10 4 5 1 工序 配作螺紋孔 工序 檢查 方案二 工序 銑尺寸 159 的端面 以尺寸 159 的底面為基準(zhǔn) 6 工序 銑尺寸 159 的端面 以尺寸 159 的底面為基準(zhǔn) 9 工序 銑面 以端面 及孔 為基準(zhǔn) 4 5 6 9 7 工序 銑面 以 面及 面為基準(zhǔn) 2 4 5 6 工序 鏜孔 185mm 310mm 以 面及 面為基準(zhǔn) 7 8 4 5 6 工序 鏜面 以 面及基準(zhǔn) 3 4 5 工序 粗 半精鏜孔 52H8 以 面及 孔為基準(zhǔn) 1 4 5 7 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 工序 粗 半精鏜孔 50H8 以 面及 孔為基準(zhǔn) 10 4 5 1 工序 配作螺紋孔 工序 檢查 1 3 2 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于 方案一是 159 的兩端面一起加工 然后以端面為 基面加工其它面 面和孔加工順序比較混亂 方案二則與一有所不同 159 兩端面分開 加工 先加工面再以面為基準(zhǔn)加工孔 兩者比較可以看出 第二方案比第一方案合理 位置精度也較易保證 定位及夾緊等都比較方便 但方案二也有不合適的地方 面 2 可以一起加工減少裝夾次數(shù)及夾具設(shè)計(jì) 因此可以合為一道工序 改進(jìn)的工藝過程 3 如下 工序 銑尺寸 159mm 兩端面 以尺寸 159mm 的底面為粗基準(zhǔn) 9 工序 銑尺寸 159mm 兩端面 以端面 為基準(zhǔn) 6 9 工序 銑面 以尺寸 159mm 的一個(gè)端面為基準(zhǔn) 4 5 工序 銑面 以尺寸 159mm 的底面及 面為基準(zhǔn) 2 5 工序 鏜面 以尺寸 159mm 的底面及 面為基準(zhǔn) 3 5 工序 粗 半精鏜孔 185mm 310mm 以尺寸 159mm 的底面及側(cè) 7 8 面為定位基準(zhǔn) 工序 粗 半精鏜孔 52H8 以 185mm 的孔及尺寸為 235mm 的面為定 1 位基準(zhǔn) 工序 粗 半精鏜孔 50H8 以尺寸為 235mm 面及 52mm 孔為定位基 10 準(zhǔn) 工序 配作螺紋孔 工序 檢查 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 2 工序設(shè)計(jì) 2 1 工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定 減速器箱體 零件材料 HT200 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 查書 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 實(shí)用手冊(cè) P498 表 6 68 因?yàn)橄潴w有腔孔等 形狀復(fù)雜所以采用砂型鑄造毛坯 查書 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) P516 表 6 90 根據(jù)為砂型機(jī)械造型材料為灰鑄鐵選取 鑄造公差等級(jí)為 CT8 查書 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) P510 常用斜度值砂型一 般選為鑄造斜度為 3 查書 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) P511 對(duì)于砂型鑄造一般 圓角半徑為 R3 查書 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) P78 表 3 1 為砂型機(jī)械造型選取鑄件加工余量 等級(jí)為 F 查 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) 表 3 3 P80 根據(jù)毛坯加工面的基本尺寸選 取鑄件機(jī)械加工余量 查 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) 表 3 6 P84 根據(jù)鑄件的基本尺寸選取鑄件尺寸公差值 工序一 加工尺寸 159 的兩個(gè)端面以尺寸 159 的地面為基準(zhǔn) 因?yàn)閮擅娑家庸?因此都有加工余量 查 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) 表 3 3 P80 根據(jù)加工面的基本尺 寸 400mm 630mm 之間一個(gè)端面的加工余量為 4mm 則兩個(gè)加工面的毛坯余量為 8mm 查 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) 表 3 6 P84 根據(jù)鑄件的基本尺寸及公差等級(jí)選取尺寸公 差值為 2 6mm 本工序采用銑削 則加工余量為 8mm 表面粗糙度為 6 3um 查書 機(jī) 械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 22 P65 根據(jù)它的表面粗糙度采用粗銑便可達(dá)到加工要求 毛坯尺寸為 167 1 3 精度為 CT8 加工余量為 8mm 銑削后為 精度等級(jí)為 IT9 粗糙度為 6 3um0 159 以下工序尺寸具體計(jì)算步驟同上 現(xiàn)列表描述如下 根據(jù)上述原始資料及加工工藝 分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量 工序尺寸 如下表 表 2 1 工序余量 mm 加工表 面 加工內(nèi) 容 加工余 量 mm 精度等 級(jí) 工序尺寸 mm 粗糙 度 um 最小 最大 端面 6 9 鑄件 8 CT8 167 1 3 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 銑削 8 IT9 0 159 6 3 7 9 9 4 鑄件 3 CT8 238 1 0底面 4 銑削 3 IT9 0 18523 12 5 2 815 4 185 鑄件 3 CT8 407 2 1 235mm 端面 5 銑削 3 IT9 406 3 2 86 5 24 鑄件 4 CT8 1 銑面 80mm 2 銑削 4 IT9 4 6 3 4 4 28 鑄件 3 5 CT8 9650 鏜面 3 鏜削 3 5 IT11 1 6 3 2 6 4 54 鑄件 5 CT8 8f 半精鏜 1 5 IT8 0 725 3 2 1 21 1 572 鏜孔 185H8 粗鏜 3 5 IT11 9186f 6 3 3 21 3 79 鑄件 7 CT8 303 1 1鏜孔 310mm 鏜孔 7 IT12 0 813f 12 5 5 9 9 81 鑄件 8 CT8 44 1 3 半精鏜 1 5 IT8 46520f3 2 1 31 1 546 鏜孔 52H8 粗鏜 6 5 IT11 19f 6 3 5 2 6 69 鑄件 5 CT8 45 1 0鏜孔 50H8 半精鏜 1 5 IT8 0 625f 3 2 1 25 1 562 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 粗鏜 3 5 IT11 0 2548f 6 3 2 5 4 75 鑄件 32 CT8 6f 半精鏜 2 IT8 0 872f 3 2 1 7 2 087 鏜階梯 孔 82 粗鏜 30 IT11 3f6 3 29 938 30 362 2 2 設(shè)備和工藝裝備的選擇 在設(shè)計(jì)工序時(shí) 需要具體選定所用的機(jī)床 夾具 切削工具和量具 先具體各個(gè) 工序裝備選擇如下 工序 銑 159mm 的端面 以尺寸 159 的底面為粗基準(zhǔn) 查書 機(jī)械制造工 9 藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P224 表 4 16 根據(jù)刀桿直徑 主軸孔徑及主軸端面與工作臺(tái)面距離選擇 X53K 立式銑床 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P270 表 5 42 根據(jù)加工表面為大面 積平面選擇套式面銑刀 D 160mm d 50mm Z 16 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 200mm 讀 數(shù)值為 0 05mm 使用專用夾具夾緊加工 工序 銑尺寸 159 兩端面 以端面 為基準(zhǔn) 同工序 一樣查書 機(jī)械制造 6 9 工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P224 表 4 16 根據(jù)刀桿直徑 主軸孔徑及主軸端面與工作臺(tái)面距離選 擇 X53K 立式銑床 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P270 表 5 42 根據(jù)加工表面為大 面積平面選擇套式面銑刀 D 160mm d 50mm Z 16 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 200mm 讀 數(shù)值為 0 05mm 采用專用夾具夾緊加工 工序 銑面 以尺寸 159 的一個(gè)端面為基準(zhǔn) 查書 機(jī)械制造工藝設(shè) 4 5 計(jì)手冊(cè) P224 表 4 16 根據(jù)刀桿直徑 主軸孔徑及主軸端面與工作臺(tái)面距離選擇 X51 立式銑床 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P271 表 5 44 根據(jù)加工表面為兩個(gè)側(cè)面選 取圓柱形銑刀 D 60mm d 22mm L 63mm 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 200mm 讀數(shù)值為 0 05mm 采用專用夾具夾緊加工 工序 銑面 以尺寸 159 的底面及 面為基準(zhǔn) 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì) 2 5 手冊(cè) P224 表 4 16 根據(jù)刀桿直徑 主軸孔徑及主軸端面與工作臺(tái)面距離選擇 X52K 立式銑床 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P271 表 5 44 根據(jù)加工表面為頂面選取套 式面銑刀 D 80mm d 27mm L 36mm 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面先選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 500mm 讀數(shù)值為 0 05mm 采用專用夾具夾緊加工 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 工序 鏜面 以尺寸 159 的底面及 面為基準(zhǔn) 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì) 3 5 手冊(cè) P221 表 4 7 根據(jù)平旋盤最大加工外端面為 400mm 選擇 T616 臥式鏜床 查書 機(jī)械加工工藝手冊(cè) P1064 表 4 3 63 根據(jù)加工表面的情況頂選取硬質(zhì)合金鏜刀 B 12 H 12 d 12 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面現(xiàn) 選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 200mm 讀數(shù)值為 0 05mm 采用專用夾具夾 緊加工 工序 粗 半精鏜孔 185mm 310mm 以尺寸 159 的底面及側(cè)面 7 8 為定位基準(zhǔn) 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P221 表 4 7 根據(jù)最大加工孔徑及工作 臺(tái)寬度 選擇 T616 臥式鏜床 查書 機(jī)械加工工藝手冊(cè) P1064 表 4 3 63 根據(jù)加工 孔的大小情況頂選取硬質(zhì)合金鏜刀 B 12 H 12 d 12 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手 冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 400mm 讀數(shù)值為 0 05mm 采用專用夾具夾緊加工 工序 粗 半精鏜孔 52H8 以 185mm 的孔及尺寸為 235mm 的面為定 1 位基準(zhǔn) 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P214 表 4 8 根據(jù)最大加工孔徑及工作臺(tái)寬 度 選擇 T4163 坐標(biāo)鏜床 查書 機(jī)械加工工藝手冊(cè) P1064 表 4 3 63 根據(jù)加工孔 的大小情況頂選取硬質(zhì)合金鏜刀 B 12 H 12 d 12 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 200mm 讀 數(shù)值為 0 05mm 采用專用夾具夾緊加工 工序 粗 半精鏜孔 50H8 以尺寸為 235mm 面及 52mm 孔為定位基 10 準(zhǔn) 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P221 表 4 7 根據(jù)最大加工孔徑及工作臺(tái)寬度 選擇 T616 臥式鏜床 查書 機(jī)械加工工藝手冊(cè) P1064 表 4 3 63 根據(jù)加工孔的大小 情況頂選取硬質(zhì)合金鏜刀 B 12 H 12 d 12 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 200mm 讀數(shù)值 為 0 05mm 采用專用夾具夾緊加工 工序 配作螺紋孔 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P221 表 4 7 根據(jù)零件最 大尺寸及工作臺(tái)寬度 選擇 C616 普通車床 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 選擇相應(yīng) 螺紋孔的螺紋車刀 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P287 表 6 7 根據(jù)加工面為平面 現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺 測(cè)量范圍為 0 200mm 讀數(shù)值為 0 05mm 采用專用夾具 夾緊加工 2 3 確定切削用量及時(shí)間定額 工序 銑 159mm 的端面 加工要求 銑 159mm 兩端面 表面粗糙度 6 3 m 機(jī) 床 X53K 立式銑床 刀 具 套式面銑刀 B 類 D 160mm 40mm 56mm H 63 mmZ 8 粗加工 90 查 機(jī)械加工工1d2 rK 藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) P1099 表 12 113 計(jì)算銑削用量 1 銑削深度 4mmpa 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 10 2 每齒進(jìn)給量 0 1mm z 機(jī)械制造工藝手冊(cè) P108 表 3 28 fa 3 切削速度 查 機(jī)械制造工藝手冊(cè) P113 表 3 30 取 V 1 5m s 即 90m s 根據(jù)刀具采用套式 面銑刀 表 12 113 P1099 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 160 Z 8dw 則根據(jù) 2 1 查閱 機(jī)械制造工藝手冊(cè) X53K 立式銑床說明 P226 附表 4 16 1 取 190r min 則實(shí)際切削速度 nw 2 2 3 146095 46 min0pdV 計(jì)算銑削工時(shí) 當(dāng) 190r minn 2 3 189052 inZffMW 取工作臺(tái)的進(jìn)給量 156mm min 查閱 機(jī)械制造工藝手冊(cè) P226 表 4 16 2 立Mf 式銑床 X53K 工作臺(tái)橫向進(jìn)給量 由于工件在工作臺(tái)上的縱向最大尺寸為 428mm 立銑刀直徑為 160mm 可分為 3 次走刀完成銑削 查閱表 7 7 P305 機(jī)械制造工藝手冊(cè) 可得公式 2 4 12 jMZMZTLflf 0 5 31DBl 2 3 第一次走刀 l 466mm B 140mm 則 0 5 160 41 27mm1l21604 466 41 27 3 156 3 27min jT 第二次走刀 l 502mm B 160mm 則 0 5 160 80mm1l2160 502 80 3 156 3 75min j 第三次走刀 l 381 33mm B 128mm 則 0 5 160 32mm1l21608 381 33 32 3 156 2 67min jT 109017 4 in3 46vrsd 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 現(xiàn)畫三次走刀路線圖如下 圖 2 1 該工序銑削總工時(shí)既是 3 次走刀時(shí)間相加 T 3 27 3 75 2 67 9 69min 輔助時(shí)間計(jì)算 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P335 表 7 29 1 在立式銑床上裝上及取下零件 所需的輔助時(shí)間為 根據(jù)壓緊方式為壓板壓緊及工件重量為 8kg 所以取輔助時(shí)間為 0 89min 2 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P336 表 7 30 在立式銑床上工作時(shí)有關(guān) 定程的輔助時(shí)間 根據(jù)加工性質(zhì)為粗銑及工作臺(tái)長度取 0 77min 3 工作地點(diǎn)服務(wù)及 自然需要時(shí)間服 取工序時(shí)間的 4 1 4 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P337 表 7 32 準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間為 7 6 min 因此 總的輔助時(shí)間為 T 0 89 0 77 7 6 9 69 4 1 9 66min 工序 銑端面 80mm 加工要求 銑面 80mm 表面粗糙度 6 3um 機(jī) 床 X63 臥式銑床 刀 具 硬質(zhì)合金端面銑刀 YG6 Z 6 90 rK 計(jì)算銑削用量 1 銑削深度 4mmpa 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 12 12lllTjfm 2 每齒進(jìn)給量 0 3mm z 查書 機(jī)械制造工藝手冊(cè) 表 3 28 P108 fa3 切削速度 查表 3 30 機(jī)械制造工藝手冊(cè) 取 V 1 5m s 即 90m s 根據(jù)刀具采用套式面銑刀 表 12 113 P1099 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 100 Z 6 dw則 2 5 根據(jù) X63 臥式銑床說明 P228 附表 4 17 1 取 300r min 則實(shí)際切削速度nw 2 6 4 當(dāng) 300r min 時(shí) 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量查附表 4 17 2 P229 取nw 600mm minfm 2 7 5 切削工時(shí)的計(jì)算 2 8 查表 7 7 P305 機(jī)械制造工藝手冊(cè) l 80mm 0 5 100 2 22mm 2mm08 2l802 17in6 6 輔助時(shí)間計(jì)算 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P335 表 7 29 1 在立式銑床上裝上及取下零件 所需的輔助時(shí)間為 根據(jù)壓緊方式為壓板壓緊及工件重量為 8kg 所以取輔助時(shí)間為 0 89min 2 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P336 表 7 30 在立式銑床上工作時(shí)有關(guān) 定程的輔助時(shí)間 根據(jù)加工性質(zhì)為粗銑及工作臺(tái)長度取 0 77min 3 工作地點(diǎn)服務(wù)及 自然需要時(shí)間服 取工序時(shí)間的 4 1 4 查書 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) P337 表 7 32 準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間為 7 6 min 因此 總的輔助時(shí)間為 T 0 89 0 77 7 6 9 69 4 1 9 66min 工序 粗 半精鏜孔 52H8 工件材料 HT200 金屬型鑄造 加工要求 粗 半精鏜孔 52H8 表面粗糙度為 3 2um 機(jī) 床 T4163 坐標(biāo)鏜床 刀 具 刀具材料為硬質(zhì)合金 YG8 刀桿尺寸為 12mm 12mm 長度為 500mm 一 計(jì)算切削用量 粗鏜孔至 50 5mm 單邊余量 Z 3 25mm 3 25mm 一次加工 1 pa 確定進(jìn)給量 1090286 mi3 41vrnsdp 4 iV 0 36540 inZfz 1l 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 123lliTjfn 查表 3 13 P93 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 加工鑄鐵 f 0 03 0 16mm r 根據(jù) T4163 鏜床主軸進(jìn)給量 取 f 0 15mm r根據(jù)有關(guān)手冊(cè) 取 V 100m min 則 2 9 1010 62r min3 4 5vnwD 查表 4 7 1 P213 機(jī)械制造工藝手冊(cè) T4163 坐標(biāo)鏜床主軸轉(zhuǎn)速取 612r min鏜削工時(shí) 查 P299 表 7 1 機(jī)械制造工藝手冊(cè) 2 10 則 6035410 78min 半精鏜孔至 52mm 單邊余量 0 75mm 2 一次加工 75mpa 確定進(jìn)給量 查表 3 22 P101 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 根據(jù)鏜床主軸進(jìn)給量取 f 0 10mm r 查表 3 19 P98 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) V 1 333 1 83m min 取 V 1 8m s 則 2 11 根據(jù) T4163 主軸轉(zhuǎn)速 工時(shí)定額 P299 表 7 1 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) ll5l60l61 minrnw 01 8601 min3 452vrD 60354121 09min llTifn 602l53l 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 14 3 夾具設(shè)計(jì) 3 1 夾具的設(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 需要設(shè)計(jì)專用夾具 經(jīng)過 與指導(dǎo)老師協(xié)商 決定設(shè)計(jì)第 道工序 專用夾具是為某工序而特定設(shè)計(jì)制造的夾具 它優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng) 結(jié)構(gòu)簡單 剛 性好 操作容易 裝夾容易 生產(chǎn)率高 缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)周期長 產(chǎn)品更新?lián)Q代后往往不 能繼續(xù)使用 適應(yīng)性差 費(fèi)用較高 機(jī)床夾具一般由功能相互獨(dú)立而又相互聯(lián)系的以下六部分組成 1 定位元件或定位 裝置 如支承釘 定位鍵 定位銷等 2 夾緊元件或夾禁裝置 它一般由動(dòng)力裝置 油 缸 汽缸等 中間傳力機(jī)構(gòu)和夾緊元件 壓板 鉤板等 組成 3 對(duì)刀或引導(dǎo)元件 它是保證夾具相對(duì)刀具的正確的位置 如對(duì)刀塊 鉆套 鏜套等 4 夾具體 它與機(jī)床 有關(guān)部件相連接 以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置 5 連接元件 確定夾具在機(jī)床上的正 確位置 如定位鍵 定位銷 螺釘 螺栓等 6 其它元件或裝置 適用于有特殊要求的 元件 如分度裝置 上下料裝置等 設(shè)計(jì)鏜 52H8 孔工序的專用夾具 夾具用于 T4163 坐標(biāo)鏜床 刀具為硬質(zhì)合金 鏜刀 利用鏜桿對(duì)孔進(jìn)行鏜削 工件的定位原理 自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度 即沿 OX OY OZ 三個(gè)軸向的平動(dòng)自 由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置 則 必須限制六個(gè)自由度 工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫做完全定位 工件被限制 的自由度少于六個(gè) 但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位 在生產(chǎn)中 為了調(diào) 整和控制不可避免產(chǎn)生的應(yīng)力和變形 有些自由度是不必要限制的 故可采用不完全 定位的方法 以工件的平面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí) 常采用擋鐵 支撐釘進(jìn)行定位 工件以圓孔內(nèi)表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用銷定位器 工件以圓柱外表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用 V 形鐵定位器 利用以定位工件的輪廓對(duì)被定位工件進(jìn)行定位可采用樣板定位器 零件工序圖如下 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 3 1 減速箱體 用定位釘和圓銷定位 底面兩個(gè)支承釘限制了 Z 方向的移動(dòng)自由度 與 X 方向的轉(zhuǎn)動(dòng) 擋板上的支承釘限制了 Y 方向移動(dòng)以及繞 Y Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 圓銷限 制了 Y Z 兩個(gè)方向的移動(dòng) 螺旋夾緊器機(jī)構(gòu)夾緊 共限制了 6 個(gè)自由度 分析見上 圖 3 1 3 2 夾緊裝置的組成及設(shè)計(jì)要求 夾緊工件的方式是多種多樣的 因而夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也是千變?nèi)f化的 夾緊裝置 一般分為簡單夾緊裝置與復(fù)合夾緊裝置兩類 夾緊裝置一般由以下三大部分組成 3 2 1 動(dòng)力源 在夾具中產(chǎn)生原始作用力的機(jī)構(gòu)稱為動(dòng)力源 有手動(dòng)與機(jī)動(dòng)兩類 采用機(jī)動(dòng)夾緊 的動(dòng)力源 是為了減少輔助時(shí)間 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度 提高生產(chǎn)率 本夾具采用機(jī)動(dòng) 液壓夾緊的動(dòng)力源 3 2 2 中間傳力機(jī)構(gòu) 它是將動(dòng)力源產(chǎn)生的原始作用力傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)稱為傳力機(jī)構(gòu) 有螺旋機(jī) 構(gòu) 鉸鏈機(jī)構(gòu) 偏心機(jī)構(gòu)等 本夾具采用螺旋機(jī)構(gòu) 3 2 3 夾緊元件 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件 它通過與工件被夾表面直接接觸來實(shí)現(xiàn)夾 緊的功能 如壓板 壓頭等 本夾具采用鉤形壓板 鉤形壓板的計(jì)算如圖 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 16 圖 3 2 壓板回轉(zhuǎn)時(shí)沿圓柱轉(zhuǎn)過的弧長 S 3 1 360 dS 409 m 31 4m6pf d 鉤形壓板導(dǎo)向部分直徑 mm 壓板回轉(zhuǎn)角度 壓板回轉(zhuǎn)時(shí)的升程 3 2 0 9437 6360sdhkmtgt pfb 壓板螺旋槽的螺旋角 為 90 k 壓板升程系數(shù) k 0 94 3 3 鏜模導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 采用鏜模鏜孔 孔的位置尺寸精度除了采用剛性主軸加工外都是依靠鏜模導(dǎo)向來 保證的 而不決定于機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)的精度 鏜模導(dǎo)向裝置的布置 結(jié)構(gòu)和制造精度是 保證鏜模精度的關(guān)鍵 3 3 1 導(dǎo)向支架的布置方式 單面后導(dǎo)向 導(dǎo)向支架布置在刀具的后方 刀具與主軸剛性連接 加工 D 的長孔時(shí) 刀具導(dǎo)l 向部分直徑 d 應(yīng)小于所加工的孔徑 D 這是因?yàn)?此時(shí)鏜桿能進(jìn)入孔內(nèi) 可以減少鏜 桿的懸伸量和利于縮短鏜桿長度 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 3 3 單面后導(dǎo)向 3 3 2 鏜套的結(jié)構(gòu)形式 固定式鏜套 它是固定在鏜模的導(dǎo)向支架上 不能隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng) 刀具或鏜桿在鏜套內(nèi)既有 相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)又有相對(duì)移動(dòng) 它具有外形尺寸小 結(jié)構(gòu)簡單 中心位置準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn) 為了 減少鏜套與鏜桿的磨損 一般帶有潤滑油孔 用油槍注油潤滑 3 3 3 鏜桿 1 鏜桿導(dǎo)向部分 采用開有直槽和開有螺旋槽的導(dǎo)向 這種導(dǎo)向與導(dǎo)套接觸面積小 并有在溝槽中 能存屑的優(yōu)點(diǎn) 采用上述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)時(shí) 切削速度不宜超過 20 米 分 因此采用這種導(dǎo)向 結(jié)構(gòu)的鏜桿直徑一般不大于 60 毫米 2 鏜桿直徑 確定鏜桿直徑時(shí) 在考慮到鏜桿剛度的同時(shí) 還要考慮到鏜桿和工件孔之間應(yīng)留 有足夠的容屑空間 鏜桿直徑一般選取 在設(shè)計(jì)鏜桿時(shí) 鏜孔直徑 0 68 dD D 鏜桿直徑 d 鏜刀截面 B B 之間一般按表考慮 查書 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) P140 表 5 4 取 D 52mm d 40mm B B 12 12 3 鏜桿材料及技術(shù)要求 鏜桿要求表面硬度而內(nèi)部有較好的韌性 因此鏜桿材料多采用 45 鋼 鏜桿的導(dǎo)向部分的公差 粗加工采用 db 精加工采用 db1 鏜桿在 500 毫米長度內(nèi)彎 曲小于 0 01 毫米 裝刀的刀孔對(duì)鏜桿的不對(duì)稱度不大于 0 01 0 1 毫米 不垂直度不大 于 0 01 0 02 100 刀孔光潔度一般為 6 1 52D 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 18 3 4 切削力與夾緊力的計(jì)算 3 4 1 切削力的計(jì)算 刀具材料為 硬質(zhì)合金 鏜削力的計(jì)算 見表 1 2 3 P32 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 修正系數(shù) S 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 t 切削深度KKpmpryg V 切削速度 表 1 2 4 P33 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 在 3 3 Pz 0 42 1215nHBp 在 3 4 y 30Km 在 3 5 Px 82 1 615nBp 查表 1 2 6 中 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) P33 PzyPx 主 偏 角 45 1 0 1 0 1 0jKpj 前 角 10 1 0 1 0 1 0gg 刀 傾 角 0 1 0 1 0 1 0pl l 刀尖圓弧半徑 r 0 5mm 0 87 0 66 1 0rp 鏜削力 3 6 3 7 3 8 0 7592tsPz 0 9753tsPp0 451tsPKxp 0 750 7592923 21 0 8761zt NsKpp 圓 周 力 33 324tsPy 徑 向 力 0 40 45151 2126855t NsKxp 軸 向 力 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 3 4 2 夾緊力的確定 確定一個(gè)機(jī)構(gòu)的夾緊力 即確定夾緊力的大小 方向和作用點(diǎn) 它必須通過綜合分析 工件的結(jié)構(gòu)特征 加工要求 工件的定位方案以及工件在加工過程中所受外力來確定 1 確定夾緊力作用方向原則 夾緊力的作用方向不僅影響工件的加工精度 而且還影響工件夾緊的實(shí)際效果 0 確定夾緊力方向應(yīng)考慮以下三點(diǎn) 一是夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的即定位置 二是夾緊力的作用方向應(yīng)使夾緊力盡可能最小 本夾具作用方向?yàn)橄蛳?2 確定夾緊力作用點(diǎn)的原則 夾緊力作用點(diǎn)是夾緊元件與工件接觸點(diǎn)處的面積 確定夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊力 方向已經(jīng)確定后 來確定作用點(diǎn)的位置 數(shù)目及面積 本夾具的作用點(diǎn)為兩個(gè)點(diǎn) 3 夾緊力大小的確定 夾緊力的大小關(guān)系到夾具使用的可靠性 安全性及工件的變形量 夾緊力過小加 工過程中工件位置將發(fā)生變動(dòng) 夾緊力過大將使將使工件產(chǎn)生變形 因此也不能過大 一套夾具的實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問題 為了簡化計(jì)算 一般只 考慮切削力對(duì)夾緊力的影響 并假定工藝系統(tǒng)是剛性的 切削過程是連續(xù)穩(wěn)定的 根據(jù)靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力 W 在乘上安全系數(shù) K 即的實(shí)際夾緊力數(shù) 值 在計(jì)算夾緊力時(shí) 必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi) 安全系數(shù) 其中 為 1 5 21234K 1K 粗加工取 1 2 精加工取 12 刀具鈍化系數(shù) 取 1 1 1 33 斷續(xù)切削系數(shù) 連續(xù)取 14 則粗加工安全系數(shù) K 1 2 1 7 1 2 1 2 45 鏜削及夾緊力分析圖如下 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 20 圖 3 4 方向所需夾緊力Pz 3 9 2 4568132KpzNWf 方向所需夾緊力y 3 10 3 71Pf 方向所需夾緊力x 3 11 8652 49KNWf 則 1372148Nxyz W 即為運(yùn)動(dòng)方向所需夾緊力總和 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 3 4 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 活塞作用力 P 的近似計(jì)算查書 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) P182 表 1 6 7 3 12 1485260 Nh 為沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的夾緊力所要求的作用力總和 既為前面所算 W 為 4181N 為考慮各種損失的有效系數(shù) 通常取 查書 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) P183 表 1 6 8 液壓缸內(nèi)徑 D 的計(jì)算 3 13 1 3PDp P 活塞最大作用力 p 油缸工作壓力取 2 5 5 0MPa 往復(fù)式活塞油缸 推力工作時(shí)的缸徑 P 5226N p 3MPa52631 347 10Dm 查書 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) P183 表 1 6 8 無桿腔最大流量 3 14 253 9 in140LQvp D 為油腔內(nèi)徑 V1 為無桿腔工作時(shí)活塞速度 m min 根據(jù)工作需要確定取為 2m min 活塞桿直徑 d 0 5D 查表 3 1 液壓與氣壓傳動(dòng) 缸筒內(nèi)徑尺寸取 50mm GB T2348 1993 則活塞桿直徑 d 0 5D 25mm 活塞長度 0 6 1D 活塞桿導(dǎo)向長度 0 6 1 5d 查書 液壓與氣壓傳動(dòng) P67 工作腔有效工作面積 3 15 526321 7403FAmP F 為活塞作用力為 5226N P 為油缸工作壓力取 3MPa 查書 液壓與氣壓傳動(dòng) P67 實(shí)際工作壓力 液壓缸 3 16 45266 7100 PaDp F 為活塞作用力為 5226N D 為油腔內(nèi)徑為 50mm 0 795 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 22 maxV查書 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) P182 表 1 6 7 油流量計(jì)算 3 17 21 743 8 min0FvLQp 為活塞最大移動(dòng)速度 m min F 為活塞有效工作面積 查書 液壓傳動(dòng) P75 油缸端蓋螺栓驗(yàn)算 螺栓直徑 3 18 5 2 5261 43 KFmdsZpp F 液壓缸負(fù)載 擰緊系數(shù) Z 固定螺栓個(gè)數(shù) 為材料屈服極限 1 25s s 查書 液壓傳動(dòng) P75 活塞桿直徑校核 3 19 4261 40Fdmps F 活塞桿作用力 材料許用應(yīng)力 1 4bs 3 5 定位誤差的分析與計(jì)算 由于工件定位所造成的加工面相對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差簡稱定位誤差 以 表示 對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案 只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件DW 相關(guān)尺寸或位置公差的 1 3 或滿足前述 見書 機(jī)械制造技術(shù)基Td 裝 夾 對(duì) 定 過 程 礎(chǔ) P163 即可認(rèn)為該定位方案符合加工精度的要求 在加工時(shí)夾具相對(duì)刀具及切削成 形運(yùn)動(dòng)的位置經(jīng)調(diào)整后不在變動(dòng) 因此可以認(rèn)為加工面的位置是固定的 在這種情況 下 加工面對(duì)其工序基準(zhǔn)位置誤差必然是工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所造成的 造成定位誤 差的原因是基準(zhǔn)位置誤差與不重合誤差 查書 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) P165 d 定 位 位 置 不 重本工件是以端面及孔為定位基準(zhǔn) 消除五個(gè)自由度 用短圓柱銷對(duì)孔及端面定位 再用鉤形壓板壓緊 本夾具采用銷定位 銷放置于定位板上 限制了工件的上下垂直方向位置的移動(dòng) 而使工件水平位置不會(huì)變動(dòng) 因此基準(zhǔn)位置無變動(dòng) 而且定位基準(zhǔn)與工序0d 位 置 基準(zhǔn)重合是同一個(gè)基準(zhǔn) 因此 0d 不 重 定位誤差分析如下圖 2cm 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 3 5 3 6 夾具設(shè)計(jì)與操作的簡要說明 3 6 1 夾具體方式的確定 夾具體是夾具的基本件 它既要把夾具的各種元件 機(jī)構(gòu) 裝置連接成一個(gè)整體 而且還要考慮工件裝卸的方便 因此 夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件 的分布位置 工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等 在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿足以下基 本要求 具有足夠的強(qiáng)度和剛度 結(jié)構(gòu)簡單 輕便 在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊 體積小 質(zhì)量輕和便于工件裝卸 安裝穩(wěn)定牢靠 結(jié)構(gòu)的工藝性好 便于制造 裝配和檢驗(yàn) 尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度 清理方便 夾具體毛坯制造方法的選擇 綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性 工藝性 經(jīng)濟(jì)型 標(biāo)準(zhǔn)化以 及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等 選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體 夾具體的外形尺寸 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 24 在繪制夾具總圖時(shí) 根據(jù)工件 定位元件 夾緊裝置及其輔助機(jī)構(gòu)在總體上的配 置 夾具體的外形尺寸便已大體確定 然后進(jìn)行造型設(shè)計(jì) 再根據(jù)強(qiáng)度和剛度要求選 擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸 夾具體的壁厚 30mm 長度 326mm 寬度 128mm 根 據(jù)設(shè)計(jì)要求 夾具體上設(shè)計(jì)有螺孔 銷孔 并且要求定位件和夾緊機(jī)構(gòu)的銷孔在裝配 時(shí)配作 3 6 2 夾具的精度要求 夾具的精度都應(yīng)比工件要求的精度高 才能加工出合格的工件 精度高出的部分 稱為夾具的精度儲(chǔ)備或精度裕度 精度裕度用來補(bǔ)償加工中的各項(xiàng)誤差及定位 導(dǎo)向 元件的磨損 當(dāng)然精度裕度越大 加工工件的質(zhì)量越穩(wěn)定 夾具的易損件的使用壽命 也越長 但從另一方面看 精度裕度越大 必須要求夾具的制造精度越高 從而會(huì)急 劇增加夾具的制造成本 工件的加工成本也隨之增加 反之 夾具制造的精度越小 將會(huì)使夾具在夾具中易損件 主要是定位 導(dǎo)向元件 需頻繁地更換 維修周期短 增加維修費(fèi)用 從而增加了工件的加工成本 所以夾具精度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是 應(yīng)使夾具 的設(shè)計(jì)精度與工件的加工精度要求相適應(yīng) 不可盲目地提高夾具的精度要求 但多大 的 經(jīng)濟(jì)裕度才算合適呢 從原則上講對(duì)加工精度要求高的工件 夾具的精度只能略高 于工件要求的加工精度 即減小夾具的經(jīng)濟(jì)裕度 這雖然會(huì)使易損件使用期限縮短 更換頻繁 但仍比提高夾具的制造精度經(jīng)濟(jì) 合理 對(duì)加工精度要求不高的工件 夾 具的設(shè)計(jì)精度要求應(yīng)以夾具制造車間的平均經(jīng)濟(jì)精度為下限而不必過低 3 6 3 夾具使用注意事項(xiàng) 保養(yǎng)及維護(hù) 1 使用前對(duì)限位尺寸檢查是否還保持正確位置 2 如果擋銷磨損超差 可以進(jìn)行打磨修復(fù) 如果擋板 插銷 支承釘磨損超差 可以重新組裝 錯(cuò)開磨損部位后繼續(xù)使用 3 使用后需注意 3 7 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析與改進(jìn) 本夾具為鏜 52H8 孔的專用夾具 采用液壓夾緊 鉤形壓板機(jī)構(gòu) 通過液壓缸進(jìn) 油壓力增大使活塞桿移動(dòng)推動(dòng)鉤形壓板旋轉(zhuǎn)下壓工件夾緊 并用定位銷及支承釘限制 工件的六個(gè)自由度 夾具動(dòng)力源設(shè)計(jì)時(shí)考慮不足現(xiàn)改進(jìn)如下圖所示 改進(jìn)前為 1 圖 上面為出油孔 下面為進(jìn)油孔 由于夾具采用鉤形壓板夾緊裝置 當(dāng)活塞上移時(shí)松開壓板 下移時(shí)才 是夾緊零件 活塞工作時(shí)油壓是向上的 即松開壓板時(shí) 而要壓緊零件只能靠彈簧 的壓力 顯然是不夠的 使活塞不能作用上力 不能起到壓緊零件的作用 現(xiàn)改進(jìn)如 2 圖所示 上面為進(jìn)油口 下面為出油口 活塞工作時(shí)作用力向下 剛好拉動(dòng)鉤形壓板壓緊零件 而停止供油時(shí) 靠彈簧作用力向上松開壓板 取出工件 完成零件的加工 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 改進(jìn)前 1 改進(jìn)后 2 圖 3 6 渦輪箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 26 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目 它要求我們把大學(xué)四年里學(xué)到的所有 知識(shí)系統(tǒng)的組織起來 進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮 需把金屬切削原理及刀具 機(jī) 床概論 公差與配合 機(jī)械加工質(zhì)量 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有 機(jī)的結(jié)合起來 同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力 因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性 強(qiáng) 涉及知識(shí)面廣 所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念 基本理論 又注意了生產(chǎn)實(shí)踐 的需要 將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合 來完成本次設(shè)計(jì) 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了自己自學(xué)的能力 學(xué)會(huì)了翻閱資料 查找國家標(biāo)準(zhǔn) 從 資料書中了解了許多工藝設(shè)計(jì)知識(shí) 回想起這學(xué)期的經(jīng)歷 用一句話就是忙碌并快樂 著 遇到困難的做不出來的時(shí)候真的是很痛苦 而當(dāng)做了很久終于做出來的時(shí)候又有 一種快樂的感覺 其中的艱辛和滿足只有親自經(jīng)歷了才能體驗(yàn)到 從剛拿到題目的迷 茫 到設(shè)計(jì)過程中一點(diǎn)點(diǎn)的明了 再到迷茫 再到最終的結(jié)果 確實(shí)讓自己學(xué)到了許 多東西 不光是對(duì)專業(yè)知識(shí)的復(fù)習(xí)和鞏固 更重要的是在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中讓自己學(xué)會(huì) 了面對(duì)困難時(shí)不要退縮的精神 很多問題只要再堅(jiān)持一點(diǎn)點(diǎn)就可以解決的 設(shè)計(jì)中體 會(huì)到了我們學(xué)機(jī)械的思維必須縝密 考慮問題必須周全 當(dāng)然在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也找到了自己的不足 很多以前學(xué)過的專業(yè)知識(shí)都感到很 陌生了 不得不再去補(bǔ)習(xí) 重新復(fù)習(xí)一遍 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 發(fā)現(xiàn) 提出 分析和解決實(shí)際問題 鍛煉實(shí)踐 能力的重要環(huán)節(jié) 更是在學(xué)完大學(xué)四年來所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí) 踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練 這次設(shè)計(jì)雖然只有三個(gè)月時(shí)間 但在這三個(gè)月時(shí)間中使我對(duì)這 次畢業(yè)設(shè)計(jì)有了很深的體會(huì) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了 更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握 比如參數(shù)的確定 計(jì)算 材料的選取 加工方式的 選取 刀具選擇 量具選擇等 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí) 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高 再次體會(huì)到理論與實(shí) 踐相結(jié)合時(shí) 理論與實(shí)踐也存在差異 回顧起此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 至今我仍感慨頗多 的確 從選題到完成定稿 從理論到 實(shí)踐 在整整一學(xué)期的日子里 可以說學(xué)到了很多很多的的東西 同時(shí)鞏固了以前所 學(xué)過的知識(shí) 而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí) 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我 懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的 只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 只有把所學(xué)的理 論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來 從理論中得出結(jié)論 才能真正的實(shí)用 在生產(chǎn)過程中得到 應(yīng)用 在設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題 當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處 對(duì)以前所學(xué) 過的知識(shí)理解得不夠深刻 掌握得不夠牢固 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 讓自己把以前所學(xué) 過的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然順利完成了 也解決了許多問題 也碰到了許多問題 在官中 偉老師的辛勤指導(dǎo)下 都游韌而解 同時(shí) 在官老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知 識(shí) 在此我表示深深的感謝 同時(shí) 對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師 再次表示忠心的感謝 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 參考文獻(xiàn) 1 張耀宸主編 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 北京 航空工業(yè)出版社 1993 年 2 王紹俊主編 機(jī)械制造工