1 法蘭盤(pán)加工工藝及鉆 6 7 孔夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本文是對(duì)法蘭盤(pán)零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析 主要包括對(duì)零件圖的分析 毛坯的選擇 零件的裝夾 工藝路線的制訂 刀具的選擇 切削用量的確定 加工工 藝文件的填寫(xiě) 選擇正確的加工方法 設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程 此外還對(duì)填料箱蓋 零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專(zhuān)用夾具 機(jī)床夾具的種類(lèi)很多 其中 使用范圍最廣的通用夾具 規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化 并且有專(zhuān)業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn) 而廣泛用于批量生產(chǎn) 專(zhuān)為某工件加工工序服務(wù)的專(zhuān)用 夾具 則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造 本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 是設(shè)計(jì)鉆孔夾具 關(guān)鍵詞 法蘭盤(pán) 加工工藝 加工方法 工藝文件 夾具 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis including the parts of the plan the choice of blank the clamping the craft route making tool selection the determination of cutting conditions processing documents Choose the correct processing methods design the reasonable process In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture Machine tool fixture of many kinds among them the most widely used common fixture size specifications have been standardized and a professional production plant While widely used in batch production specially for a workpiece processing services for the fixture it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture In this paper fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center Key words scaffold processing technology processing method process documentation fixture 目 錄 摘 要 2 ABSTRACT 3 目 錄 4 1 緒 論 6 2 零件的分析 5 2 1 零件的工藝分析 5 2 2 零件的工藝要求 5 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 3 1 加工工藝過(guò)程 6 3 2 確定各表面加工方案 6 3 2 1 考慮因素 7 3 2 2 加工方案的選擇 7 3 3 確定定位基準(zhǔn) 7 3 3 1 粗基準(zhǔn)的選擇 7 3 3 2 精基準(zhǔn)選擇的原則 8 3 4 工藝路線的擬訂 8 3 4 1 工序的合理組合 8 3 4 2 工序的集中與分散 9 3 4 3 加工階段的劃分 10 3 4 4 加工工藝路線方案的比較 11 3 5 零件的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13 3 5 1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 13 3 5 2 零件的偏差計(jì)算 13 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 機(jī)動(dòng)時(shí)間 14 4 鉆 6 7 孔專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 23 4 1 問(wèn)題的指出 23 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 23 4 3 夾具方案的設(shè)計(jì) 23 4 4 切削力和夾緊力計(jì)算 24 4 4 5 夾緊力的計(jì)算 24 4 6 定位誤差分析 25 4 7 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 26 4 8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 28 總 結(jié) 29 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 1 緒 論 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法 是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件 它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量 生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益 生產(chǎn)規(guī)模的大小 工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手 段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn) 因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù) 在編制工藝時(shí)須保證其合理性 科學(xué)性 完善性 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率 改善工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度 降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置 其作用是使工件 相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置 并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變 它們 的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義 因此在大批量生產(chǎn)中 常采用專(zhuān)用夾具 而本次對(duì)于零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定 完成專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)零件的初步分析 了解其零件的主要特點(diǎn) 加工難易程度 主要加 工面和加工粗 精基準(zhǔn) 從而制定出零件加工工藝規(guī)程 對(duì)于專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 首先分析零件的加工工藝 選取定位基準(zhǔn) 然后再根據(jù)切銷(xiāo)力的大小 批量生 產(chǎn)情況來(lái)選取夾緊方式 從而設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具 2 零件的分析 2 1 零件的工藝分析 圖 2 1 法蘭盤(pán) 法蘭盤(pán)是一個(gè)很重要的零件 因?yàn)槠淞慵叽绫容^小 結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜 但其加工孔和底面的精度要求較高 此外還有法蘭盤(pán)端面要求加工 對(duì)精度要求 也很高 零件的底面 中心孔 23 孔粗糙度要求是 所以都要求精加工 6 1Ra 其中心孔有同軸度公差要求因?yàn)槠涑叽缇?幾何形狀精度和相互位置精度 以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量 進(jìn)而影響其性能與工作 壽命 因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的 2 2 零件的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求 而且要有好的機(jī)械加工工藝性 也就是要有加工的可能性 要便于加工 要能夠保證加工質(zhì)量 同時(shí)使加工的 勞動(dòng)量最小 而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的 又是相輔相成的 設(shè)計(jì)者要考慮加 1 工工藝問(wèn)題 工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求 1 以左右端面為主要加工表面的加工面 這一組加工表面包括 左右端面的加工 其中表面粗糙度要求為 6 3Ram 2 以外圓為主要加工表面的加工面 這一組加工表面包括 外圓端面的加工 其中表面粗糙度要求為 3 以 6 4 6 7 孔為主要加工表面的加工孔 4 以 4 M5 為主要加工孔 上面主要是對(duì)零件零件的結(jié)構(gòu) 加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析 選 擇了其毛坯的的制造方法為型材和中批的批量生產(chǎn)方式 從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 提供了必要的準(zhǔn)備 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知 該零件零件的主要加工表面是平面 孔系 一般來(lái)說(shuō) 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易 因此 對(duì)于零件來(lái)說(shuō) 加 工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度 處理好孔和平面之間的 相互關(guān)系以各尺寸精度 由上面的一些技術(shù)條件分析得知 零件的尺寸精度 形狀精度以及位置關(guān) 系精度要求都不是很高 這樣對(duì)加工要求也就不是很高 3 2 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求 而且要有好的機(jī)械加工工藝性 也 就是要有加工的可能性 要便于加工 要能保證加工的質(zhì)量 同時(shí)使加工的勞 動(dòng)量最小 設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的 又是相輔相成的 對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)零件的 加工工藝來(lái)說(shuō) 應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外 也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素 在滿足 2 精度要求及生產(chǎn)率的條件下 應(yīng)選擇價(jià)格較低的機(jī)床 3 2 1 考慮因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求 根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求 選擇加工方法及分幾次加工 根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型選擇 在大批量生產(chǎn)中可專(zhuān)用的高效率的設(shè)備 在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法 如 柴油機(jī)連桿小頭孔的加工 在小批量生產(chǎn)時(shí) 采用鉆 擴(kuò) 鉸加工方法 而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工 要考慮被加工材料的性質(zhì) 例如 淬火鋼必須采用磨削或電加工 而有 色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪 一般都采用精細(xì)車(chē)削 高速精銑等 要考慮工廠或車(chē)間的實(shí)際情況 同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備 推廣新技術(shù) 提高工藝水平 此外 還要考慮一些其它因素 如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求 工件形狀和重量等 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)選定最終加工方法 3 2 2 加工方案的選擇 由參考文獻(xiàn) 3 表 2 1 12 可以確定 平面的加工方案為 粗車(chē) 半 精車(chē) 粗糙度為 6 3 0 8 一般不淬硬的平面 精銑的粗糙度79IT aR 可以較小 2 孔加工方法 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊?所以我們采用鉆 擴(kuò)的加工方法 6 1 a 3 3 確定定位基準(zhǔn) 3 3 1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí) 考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量 使不加 工表面與加工表面間的尺寸 位子符合圖紙要求 3 要從保證孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 能保證零件在整個(gè) 加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位 從零件零件圖分析可知 主要是選 擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn) 3 3 2 精基準(zhǔn)選擇的原則 要從保證孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 能保證零件在整個(gè) 加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位 從零件零件圖分析可知 它的底平 面 適于作精基準(zhǔn)使用 但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自由度不夠 如 果使用典型的一面兩孔定位方法 則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng) 一的基準(zhǔn)定位的要求 至于兩側(cè)面 因?yàn)槭欠羌庸け砻?所以也可以用 的4 孔為加工基準(zhǔn) 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí) 考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 準(zhǔn) 3 4 工藝路線的擬訂 對(duì)于中批量生產(chǎn)的零件 一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn) 零件的加工的 第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn) 具體安排是先以孔和面定位粗 精加工零 件底面底部平面 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則 3 4 1 工序的合理組合 確定加工方法以后 就按生產(chǎn)類(lèi)型 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 技術(shù)要求和機(jī)床設(shè) 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序數(shù) 確定工序數(shù)的基本原則 工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單 有利選擇最合理的切削用量 便于采用通用設(shè)備 簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少 產(chǎn)品更換容易 對(duì)工人的技術(shù)要求水平不 高 但需要設(shè)備和工人數(shù)量多 生產(chǎn)面積大 工藝路線長(zhǎng) 生產(chǎn)管理復(fù)雜 工序集中原則 工序數(shù)目少 工件裝 夾次數(shù)少 縮短了工藝路線 相應(yīng)減少了操作工人 數(shù)和生產(chǎn)面積 也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理 在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證 這些表面間的相互位置精度 使用設(shè)備少 大量生產(chǎn)可采用高效率的專(zhuān)用機(jī)床 4 以提高生產(chǎn)率 但采用復(fù)雜的專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備 使成本增高 調(diào)整維修費(fèi) 事 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大 一般情況下 單件小批生產(chǎn)中 為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理 多將工序適當(dāng)集中 但 由于不采用專(zhuān)用設(shè)備 工序集中程序受到限制 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn) 加工工序完成以后 將工件清洗干凈 清洗是在 的含 0 4 1 1 809c 蘇打及 0 25 0 5 亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的 清洗后用壓縮空氣吹干凈 保證 零件內(nèi)部雜質(zhì) 鐵屑 毛刺 砂粒等的殘留量不大于 mg2 3 4 2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí) 應(yīng)考慮工序的數(shù)目 采用工序集中或工序分散是其兩個(gè) 不同的原則 所謂工序集中 就是以較少的工序完成零件的加工 反之為工序 分散 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少 工件裝夾次數(shù)少 縮短了工藝路線 相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積 也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理 在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這 些表面間的相互位置精度 使用設(shè)備少 大量生產(chǎn)可采用高效率的專(zhuān)用機(jī)床 以提高生產(chǎn)率 但采用復(fù)雜的專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備 使成本增高 調(diào)整維修費(fèi) 事 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單 有利選擇最合理的切削用量 便于采用通用設(shè)備 簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少 產(chǎn)品更換容易 對(duì)工人的技術(shù)水平要求不 高 但需要設(shè)備和工人數(shù)量多 生產(chǎn)面積大 工藝路線長(zhǎng) 生產(chǎn)管理復(fù)雜 工序集中與工序分散各有特點(diǎn) 必須根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型 加工要求和工廠的具 體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則 一般情況下 單件小批生產(chǎn)中 為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理 多將工序適當(dāng)集中 但 由于不采用專(zhuān)用設(shè)備 工序集中程序受到限制 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn) 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn) 使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突 出 即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過(guò)多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量 5 從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果 3 4 3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí) 常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬 為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件 并為半精加工 精加工提供定位基準(zhǔn) 粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷 予以報(bào)廢或修補(bǔ) 以免浪費(fèi)工時(shí) 粗加工可采用功率大 剛性好 精度低的機(jī)床 選用大的切前用量 以提 高生產(chǎn)率 粗加工時(shí) 切削力大 切削熱量多 所需夾緊力大 使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力和變形大 所以加工精度低 粗糙度值大 一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11 IT12 粗糙度為 Ra80 100 m 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備 保證合適的加工余量 半精加工的公差等級(jí)為 IT9 IT10 表面粗糙度為 Ra10 1 25 m 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量 主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度 尺寸精度及表面粗糙度 使各主要表面達(dá)到圖紙要求 另外精加工工序安排在 最后 可防止或減少工件精加工表面損傷 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量 工序變形小 有利于提高加工 精度 精加工的加工精度一般為 IT6 IT7 表面粗糙度為 Ra10 1 25 m 此外 加工階段劃分后 還便于合理的安排熱處理工序 由于熱處理性質(zhì) 的不同 有的需安排于粗加工之前 有的需插入粗精加工之間 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的 在實(shí)際生活中 對(duì)于剛性好 精 度要求不高或批量小的工件 以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階 段 在滿足加工質(zhì)量要求的前提下 通常只分為粗 精加工兩個(gè)階段 甚至不 把粗精加工分開(kāi) 必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)程而言的 不能以某一表 面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分 例如工序的定位精基準(zhǔn)面 在粗加工階段就 要加工的很準(zhǔn)確 而在精加工階段可以安排鉆小空之類(lèi)的粗加工 6 3 4 4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差 形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下 成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專(zhuān)用機(jī)床 以便提高生產(chǎn)率 但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果 降低生產(chǎn) 成本 擬訂二個(gè)加工工藝路線方案 4 5 1 工藝路線方案一 10 鑄造出毛坯 20 毛坯熱處理 時(shí)效處理 30 粗車(chē)右端面 粗車(chē)外圓 41 粗車(chē)各外圓臺(tái)階 注意各外圓留 1mm 的半精車(chē)余量 40 掉頭 粗車(chē)左端面 粗車(chē)外圓 65 粗車(chē)外圓 40 粗車(chē)各外圓臺(tái)階 注意各外圓留 1mm 的半精車(chē)余量 50 半精車(chē)右端面 半精車(chē)外圓 41 半精車(chē)各外圓臺(tái)階 60 掉頭 半精車(chē)左端面 半精車(chē)外圓 65 半精車(chē)外圓 40 半精車(chē)各外圓臺(tái)階 70 鉆中心孔通孔 先鉆底孔 20 擴(kuò) 23 中心孔到規(guī)定尺寸 80 半精車(chē) 28 內(nèi)孔 90 鉆圓周鉆 6 4 孔 6 7 孔 100 鉆 4 M5 底孔 并進(jìn)行攻絲 110 去毛刺 清洗 120 終檢入庫(kù) 4 5 2 工藝路線方案二 10 鑄造出毛坯 20 毛坯熱處理 時(shí)效處理 30 粗車(chē)右端面 粗車(chē)外圓 41 粗車(chē)各外圓臺(tái)階 注意各外圓留 1mm 的半精車(chē)余量 40 掉頭 粗車(chē)左端面 粗車(chē)外圓 65 粗車(chē)外圓 40 粗車(chē)各外圓臺(tái)階 注意各外圓留 1mm 的半精車(chē)余量 50 鉆中心孔通孔 先鉆底孔 20 擴(kuò) 23 中心孔到規(guī)定尺寸 60 半精車(chē) 28 內(nèi)孔 7 70 半精車(chē)右端面 半精車(chē)外圓 41 半精車(chē)各外圓臺(tái)階 80 掉頭 半精車(chē)左端面 半精車(chē)外圓 65 半精車(chē)外圓 40 半精車(chē)各外圓臺(tái)階 90 鉆圓周鉆 6 4 孔 6 7 孔 100 鉆 4 M5 底孔 并進(jìn)行攻絲 110 去毛刺 清洗 120 終檢入庫(kù) 因左右兩端面均對(duì) 23mm 孔有較高的位置要求 故它們的加工宜采用工序 集中原則 減少裝次數(shù) 提高加工精度 根據(jù)先面后孔 先主要表面后次要表 面和先粗加工后精加工的原則 將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面 下端 面的精銑放在后面 每一階段要首先加工上端面后鉆孔 左右端面上 23mm 孔 放后面加工 初步擬訂加工路線方案一 方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原 則 但某些工序還有一些問(wèn)題還值得進(jìn)一步討論 如車(chē)上端面 因工件和夾具 的尺寸較大 在臥式車(chē)床上加工時(shí) 它們慣性力較大 平衡困難 通過(guò)以上的兩工藝路線的優(yōu) 缺點(diǎn)分析 最后確定工藝路線方案一為該零 件的加工路線 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片 10 鑄造出毛坯 20 毛坯熱處理 時(shí)效處理 30 粗車(chē)右端面 粗車(chē)外圓 41 粗車(chē)各外圓臺(tái)階 注意各外圓留 1mm 的半精車(chē)余量 40 掉頭 粗車(chē)左端面 粗車(chē)外圓 65 粗車(chē)外圓 40 粗車(chē)各外圓臺(tái)階 注意各外圓留 1mm 的半精車(chē)余量 50 半精車(chē)右端面 半精車(chē)外圓 41 半精車(chē)各外圓臺(tái)階 60 掉頭 半精車(chē)左端面 半精車(chē)外圓 65 半精車(chē)外圓 40 半精車(chē)各外圓臺(tái)階 70 鉆中心孔通孔 先鉆底孔 20 擴(kuò) 23 中心孔到規(guī)定尺寸 80 半精車(chē) 28 內(nèi)孔 90 鉆圓周鉆 6 4 孔 6 7 孔 100 鉆 4 M5 底孔 并進(jìn)行攻絲 8 110 去毛刺 清洗 120 終檢入庫(kù) 3 5 零件的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件采用的是 HT200 制造 其材料是 HT200 生產(chǎn)類(lèi)型為小批生產(chǎn) 采用 型材毛坯 3 5 1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 零件為鍛造件 對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求 由于型材件尺寸精度較高和表面粗糙度值低 因此零件上只有與其它機(jī) 件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工 其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序 型材件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單 平直的 對(duì)稱(chēng) 盡量避免型材件截面間差別過(guò)大 或具有薄壁 高筋 高臺(tái)等結(jié)構(gòu) 型材件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu) 型材件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致 便于裝夾 加工和檢查 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一 盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工 在確定毛坯時(shí) 要考慮經(jīng)濟(jì)性 雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近 可以減 少加工余量 提高材料的利用率 降低加工成本 但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困 難 需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備 增加毛坯的制造成本 因此 毛坯的種類(lèi) 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能 在毛 坯的種類(lèi) 3 5 2 零件的偏差計(jì)算 法蘭盤(pán)零件 零件材料采用 HT200 制造 材料為 HT200 硬度 HB 為 170 241 生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn) 采用型材毛坯 1 下端面的加工余量 9 根據(jù)工序要求 各工步余量如下 粗車(chē) 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷 表 3 2 23 其余量值規(guī)定為 m4 3 72 現(xiàn)取 表 3 2 27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 m0 3 m28 0 半精車(chē) 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 59 其余量值規(guī)定為 5 1 3 孔 毛坯為實(shí)心 不沖孔 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 機(jī)動(dòng)時(shí)間 3 6 1 工序 30 粗車(chē)右端面 粗車(chē)外圓 41 粗車(chē)各外圓臺(tái)階 注意各外圓留 1mm 的半精車(chē)余量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 1 1 由于 CA6140 機(jī)床的中心高為 200 表 1 30 故選刀桿尺寸 刀片mHB m2516 厚度為 選擇車(chē)刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面 前角 后角5 4 0V 主偏角 副偏角 刃傾角 刀尖圓弧半徑 0 6vK09 v01s 0sr8 確定切削深度 pa 由于單邊余量為 可在一次走刀內(nèi)完成 故3 3 1 pm 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) 可知 表 1 4 刀桿尺寸為 工件直徑 400 之間時(shí) 1625 pa4 10 進(jìn)給量 0 5 1 0frm 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量 表 4 2 9 在 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 可知 0 7f 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求 故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1 30 CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 3530 maxFN 根據(jù)表 1 21 當(dāng)強(qiáng)度在 174 207 時(shí) HBSp4 f75 0rmK 時(shí) 徑向進(jìn)給力 950 045R 切削時(shí) 的修正系數(shù)為 1 0 1 0 1 17 表 1 29 2 故實(shí)際fFroFfKsFf krFfK 進(jìn)給力為 950 1111 5 3 2 f17 N 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力 故所選 可用 frm7 0 10 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 9 車(chē)刀后刀面最大磨損量取為 車(chē)刀壽m5 1 命 Tmin60 確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算 也可直接有表中查出 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 11 當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200 2196YG 的鑄件 切削速度 HBSpa4 frm75 Vmin3 切削速度的修正系數(shù)為 1 0 0 92 0 8 1 0 1 0 見(jiàn)表tvKvsvKTvKv 1 28 故 tVv 63 3 0 0 184 920 1 3 min48 120 3 nDc 10127 ir 4 根據(jù) CA6140 車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 1250nmir 這時(shí)實(shí)際切削速度 為 cV 1cD 01257 min 3 5 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出 也可按公式進(jìn)行計(jì)算 由 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 25 HBS160245pam3 f 切削速度 時(shí) rm75 0min50V CPKW7 1 切削功率的修正系數(shù) 0 73 0 9 故實(shí)際切削時(shí)間的功率為 krcPcr0 1 7 1 2 3 3 6 根據(jù)表 1 30 當(dāng) 時(shí) 機(jī)床主軸允許功率為 故nmi125r EPKW9 5C EP 所選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行 最后決定的切削用量為 3 pamf7 0inrsr08 2Vmin0 11 計(jì)算基本工時(shí) 3 7 nflt 式中 81Lly l 由 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 26 車(chē)削時(shí)的入切量及超切量 y 則 m1 81 3 8 mt7 01258 in46 3 6 2 工序 40 掉頭 粗車(chē)左端面 粗車(chē)外圓 65 粗車(chē)外圓 40 粗車(chē)各外圓臺(tái)階 注意各外圓留 1mm 的半精車(chē)余量 本工序仍為粗車(chē) 已知條件與工序相同 車(chē)端面及倒角 可采用工序 相同的可轉(zhuǎn)位 車(chē)刀 采用工序 確定切削用量的方法 得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下 a 2 5 f 0 65 n 3 8 v 50 4 T 56pmrsminis 3 6 3 工序 50 半精車(chē) 半精車(chē)右端面 半精車(chē)外圓 41 半精車(chē)各外圓臺(tái)階 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 1 1 由于 C602 1 機(jī)床的中心高為 200 表 1 30 故選刀桿尺寸 刀HB m2516 片厚度為 選擇車(chē)刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面 前角 后角 m5 4 0V0 主偏角 副偏角 刃傾角 刀尖圓弧半徑 06vK09 v01s 0sr8 確定切削深度 pa 由于單邊余量為 可在一次走刀內(nèi)完成 故 2 p5 m2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) 可知 表 1 4 刀桿尺寸為 工件直徑 400 之間時(shí) m1625 pa4 10 進(jìn)給量 0 5 1 0frm 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量 表 4 2 9 在 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 可知 0 7f 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求 故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1 12 30 CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 3530 maxFN 根據(jù)表 1 21 當(dāng)強(qiáng)度在 174 207 時(shí) HBSp4 f75 0rmK 時(shí) 徑向進(jìn)給力 950 045R 切削時(shí) 的修正系數(shù)為 1 0 1 0 1 17 表 1 29 2 故實(shí)際fFroFfKsFf krFfK 進(jìn)給力為 950 1111 5 由于f17 N 切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力 故所選 可用 frm7 0 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 9 車(chē)刀后刀面最大磨損量取為 車(chē)刀壽5 1 命 Tmin60 確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算 也可直接有表中查出 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 11 當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200 21915YT 的鑄件 切削速度 HBSpa4 frm75 Vmin63 切削速度的修正系數(shù)為 1 0 0 92 0 8 1 0 1 0 見(jiàn)表tvKvsvKTvKv 1 28 故 tVv 63 3 0 0 184 920 1 12 min48 120 3 nDc 1027 ir 13 根據(jù) CA6140 車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 1250nmir 這時(shí)實(shí)際切削速度 為 cV 3 1cD 01257 min 14 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出 也可按公式進(jìn)行計(jì)算 由 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 25 HBS160245pam3 f 切削速度 時(shí) rm75 0min50V 13 CPkw7 1 切削功率的修正系數(shù) 0 73 0 9 故實(shí)際切削時(shí)間的功率為 rcPcrK0 1 7 1 2 3 根據(jù)表 1 30 當(dāng) 時(shí) 機(jī)床主軸允許功率為 故所nmi125EPkw9 5C EP 選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行 最后決定的切削用量為 1 25 pafr7 0ni125rsr08 Vmin0 計(jì)算基本工時(shí) 3 15 flt 式中 由 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 26 車(chē)削時(shí)的入切量及超切量 y Lly 則 126 m11m28 t7 05 in41 6 4 工序 60 掉頭 半精車(chē)左端面 半精車(chē)外圓 65 半精車(chē)外圓 40 半精車(chē)各外圓臺(tái)階 本工序仍半精車(chē) 已知條件與工序 50 相同 車(chē)可采用工序 50 相同的可轉(zhuǎn)位車(chē)刀 3 6 5 工序 70 鉆中心孔通孔 先鉆底孔 20 擴(kuò) 23 中心孔到規(guī)定尺寸 本工序采用計(jì)算法 表 3 5 高速鋼麻花鉆的類(lèi)型和用途 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 類(lèi)型 直徑范圍 mm 用途 GB1436 60 直柄麻花鉆 2 0 20 0 在各種機(jī)床上 用鉆模或不 用鉆模鉆孔 GB1437 60 直柄長(zhǎng)麻花鉆 1 0 31 5 在各種機(jī)床上 用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 GB1438 60 錐柄麻花鉆 3 0 100 0 在各種機(jī)床上 用鉆模或不 用鉆模鉆孔 GB1439 60 錐柄長(zhǎng)麻花鉆 5 0 50 0 在各種機(jī)床上 用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 選用 X30100 25 搖臂鉆床 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 查 機(jī) 表 2 4 37 鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得 耐用度為 4500 表 10 2 5 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直 徑系列選擇錐柄長(zhǎng) 麻花鉆 則螺旋角 30 鋒交 2 118 后角 a 10 橫刃23 0 0f0 斜角 50 L 197mm l 116mm 01 表 3 6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度 摘自 GB6137 60 mm 直柄麻花鉆直徑范圍 l l1 14 11 100 13 20 151 101 表 3 7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值 根據(jù) GB6137 60 d mm 2 f 8 6 18 00 30 118 12 40 60 表 3 8 鉆頭 擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 1 后刀面最大磨損限度 mm 鉆頭 直徑 d0 mm 刀具材料 加工材料 20 高速鋼 鑄鐵 0 5 0 8 2 單刃加工刀具耐用度 T min 刀具直徑 d0 mm 刀具類(lèi)型 加工材料 刀具材料 11 20 鉆頭 鉆孔及擴(kuò)孔 鑄鐵 銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為 0 5 0 8mm 刀具耐用度 T 60 min 確定進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 第二卷表 10 4 高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為 f 0 25 0 65 根據(jù)表 4 13 中可知 進(jìn)給量取 f 0 60 zm rm 確定切削速度 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 17 高速鋼鉆頭在灰口鑄鐵 190HBS 上鉆孔的切削速度軸向力 扭矩及功率得 V 12 參考 機(jī)械加工工in 藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 10 鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù) K 1 0 Rmv 0 60 tv V 12 10 32 3 17 85 0 min 則 131 3 18 nr 查表 4 2 12 可知 取 n 150 i 則實(shí)際切削速度 11 8v實(shí) n 確定切削時(shí)間 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 43 鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式 T 3 19 ifn llw1 其中 l l 5 l 2 3f2mdRKcot wm1m 則 t 9 13 s 工序 80 半精車(chē) 28 內(nèi)孔 23 1 0d054 6 0573 15 確定切削深度 pa 25m 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 5 可知 當(dāng)粗鏜鑄件時(shí) 鏜刀直徑 m20pa 鏜刀伸出長(zhǎng)度為 時(shí) m3 125 0 15 0 40frm 按 CA6140 機(jī)床的進(jìn)給量 表 4 2 9 選擇 0 25f 確定切削速度 V 3 9 VyvxpmKfaTC 式中 0 2 0 20 0 15Cv8 19vin60 x 3 65 089 25 60819 2 10 37 min 3 DV 1974 3 min12r 11 按 CA6140 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 160 2 6nirsr 計(jì)算基本工時(shí) 選鏜刀的主偏角 則 rK0451Lm 369 mL4203 則 mf25 0 s26 i 117 iT 49 s 工序 90 鉆圓周鉆 6 4 孔 6 7 孔 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床 刀具選用 GB1436 60 直柄短麻花鉆 機(jī)械加工工藝 手冊(cè) 第 2 卷 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第 2 卷表 10 4 2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進(jìn)給量m 為 0 20 0 35 rm 16 則取 rmf30 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第 2 卷表 10 4 9 切削速度計(jì)算公式為 3 inkfaTdcvvyxpzv 20 查得參數(shù)為 刀具耐用度 T 35125 0 0 25 1 8 myxzcvvvv min 則 1 65 0125 0 337 in 所以 72n4 6ir 選取 mi120 所以實(shí)際切削速度為 2 64 7 3 vin 確定切削時(shí)間 一個(gè)孔 t s20 8 工序 100 鉆 4 M5 底孔 并進(jìn)行攻絲 1 加工 M5 底孔 工件材料為 HT200 鐵 硬度 200HBS 孔的直徑為 5mm 加工機(jī)床為 Z525 立式 鉆床 加工工序?yàn)殂@孔至 4 選用 4 的麻花鉆頭 攻 M5 螺紋 選用 M5 細(xì)柄機(jī) 用絲錐攻螺紋 切削深度 pa2m 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 5 表 2 4 39 取f rmf 25 0 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 5 表 2 4 41 取V sV43 由式 2 1 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 取01 436017 innrd 90 inr 17 實(shí)際切削速度 V 03 14790 3 6dnms 被切削層長(zhǎng)度 l12 5m 刀具切入長(zhǎng)度 2 1024 rDctgkctg 刀具切出長(zhǎng)度 2l0 走刀次數(shù)為 1 攻 M5 的螺紋 機(jī)床 Z525 立式鉆床 刀具 細(xì)柄機(jī)用絲錐 進(jìn)給量 由于其螺距 因此進(jìn)給量f mp5 1 rmf 5 1 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 5 表 2 4 105 取V in 8 40sV 由式 2 1 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 取018 35 in4nrd 36 ir 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 取 6 minr 實(shí)際切削速度 V 0 160 15 ms 18 4 鉆 6 7 孔專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 4 1 問(wèn)題的指出 由于生產(chǎn)類(lèi)型為成批 大批生產(chǎn) 要考慮生產(chǎn)效率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 保證加工質(zhì)量 故需設(shè) 計(jì)專(zhuān)用夾具 由于對(duì)加工精度要求不是很高 所以在本道工序加工時(shí) 主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對(duì) 鉆 6 7 孔 它將用于 Z525 鉆床 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 該工序要求中心線與端面 有位置要求 因此可以得出該孔在兩個(gè)側(cè)面的正中心上 并且還 要求其孔為通孔 由于端面經(jīng)過(guò)精銑 精度比較高 因而工序基準(zhǔn)為端面 A 為了便于加工 選取 適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn) 保證其加工要求 夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求 在保證較高的生產(chǎn)效率的前提 下 還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性 加工過(guò)程中夾具的操作應(yīng)方便 定位夾緊穩(wěn)定可靠 并且?jiàn)A具體應(yīng)具有較好的剛性 據(jù) 夾具手冊(cè) 知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合 在同一工件的各道工序中 應(yīng)盡量采 用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)的選擇必須合理 否 則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量 基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序 或使工藝路線不合理 或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度 特別是位置精度 要 求 因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求 從保證零件的加工精度要求出發(fā) 合理選擇定位基準(zhǔn) 此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求 也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)度要求 所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng) 效率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 提高加工精度 圓臺(tái)外圓及兩端面都已加工好 為了使定位誤差減小 選擇 已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn) 來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具 以已加工好的端面作為定位夾具 4 3 夾具方案的設(shè)計(jì) 如圖所示 為了加工通孔 必須使其完全定位 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示 這樣水平放置 便于鉆床加工 那么要使其完全定位 可 以采用 一面加固定 V 型塊和滑動(dòng) V 型塊定位 這樣既簡(jiǎn)單又方便 如上圖所示 一底面限制的自 由度有 3 個(gè) 一個(gè)固定 V 型塊限制兩個(gè)自由度 一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制限制一個(gè)自由度 為使定位 可靠 加工穩(wěn)定 我所設(shè)計(jì)的定位方案 總共限制了工件的全部 6 個(gè)自由度 屬于完全定位 19 在該定位方案中 一個(gè)支撐面頂住 限制了 z 軸的移動(dòng) z 軸的旋轉(zhuǎn) y 軸的旋轉(zhuǎn)三個(gè)移動(dòng)自 由度 一個(gè)固定 V 型塊限制了 y 軸的移動(dòng) x 軸的移動(dòng) 一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制了 z 軸的旋轉(zhuǎn) 這樣 6 個(gè)自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案 4 4 切削力和夾緊力計(jì)算 1 刀具 刀具用高速鋼刀具鉆頭 機(jī)床 Z525 機(jī)床 切削力公式 1 2076f PFDfK 式中 7m r 查表 得 821 0 75 36bp 其中 0 b 48K 即 95 fFN 實(shí)際所需夾緊力 由參考文獻(xiàn) 5 表 得 12 12KW 有 10 7 6 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有 6543210K 式中 為各種因素的安全系數(shù) 見(jiàn)參考文獻(xiàn) 5 表 可得 6 12 10 56 所以 958492 KfWFN 4 5 夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 FKfN 21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù) 取 5 0 F G G 為工件自重zP Nf4 3121 20 夾緊螺釘 公稱(chēng)直徑 d 20mm 材料 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6 8 級(jí) MPaB106 MPaBs4801 螺釘疲勞極限 B9263 2 極限應(yīng)力幅 kma7 51li 許用應(yīng)力幅 PaSa3 li 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核 螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s s 2 5 4 取 s 4 得 MPa120 滿足要求 8 42cHdF aNc153 經(jīng)校核 滿足強(qiáng)度要求 夾具安全可靠 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊 調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置 即可指定可靠的夾緊力 4 6 定位誤差分析 1 定位元件尺寸及公差確定 夾具的主要定位元件為一平面和 2 個(gè) V 型塊間隙配合 2 工件的工序基準(zhǔn)為孔心 當(dāng)工件孔徑為最大 定位銷(xiāo)的孔徑為最小時(shí) 孔心在任意方向 上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量 本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工 所以工件 上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸 此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線方向上的最大 變動(dòng)量為孔徑公差多一半 工件的定位基準(zhǔn)為孔心 工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連 線方向相同 則其定位誤差為 Td Dmax Dmin 為了滿足工序的加工要求 必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差 gwj 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 一般可用下式表示 j MjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn) 5 可得 21 定位誤差 11minDWd 1 2min2i dJWarctgL 其中 10 52D 20D d 3d min min4 得 0 6DW 32Jm 夾緊誤差 cos inmaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNl 查 5 表 1 2 15 有 10 4 0 4 0 7zKC cos8jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過(guò)Mj 5 夾具相對(duì)刀具位置誤差 取AD01 誤差總和 0 853jw 從以上的分析可見(jiàn) 所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求 4 7 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求 故選用可換鉆套 其結(jié)構(gòu)如下圖所示 以減少 更換鉆套的輔助時(shí)間 22 尺寸表 d D D 1 H t 基 本尺寸 極限 偏差 F7 基 本尺寸 極限 偏差 D6 0 1 3 0 010 0 004 6 1 1 8 4 7 1 8 2 6 5 8 6 9 2 6 3 0 016 0 006 3 3 3 6 0 016 0 008 9 3 3 4 7 10 4 5 8 11 8 12 16 5 6 0 022 0 010 1 0 0 019 0 010 13 6 8 0 028 0 013 1 2 0 023 0 012 15 10 16 20 0 008 23 8 10 1 5 18 10 12 1 8 22 12 20 25 12 15 2 2 26 15 18 0 034 0 016 26 30 16 28 36 18 22 3 0 0 028 0 015 34 22 26 35 39 2 0 3 6 4 5 26 30 0 041 0 020 42 46 30 35 48 0 033 0 017 52 2 5 4 5 5 6 35 42 5 5 59 42 48 6 2 66 0 01 2 48 50 0 050 0 025 7 0 0 039 0 020 74 3 0 5 6 6 7 0 04 0 鉆模板選用固定鉆模板 用沉頭螺釘錐銷(xiāo)定位于夾具體上 4 8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體 夾具的定位 引導(dǎo) 夾緊裝置裝在夾具體上 使其成為一體 并能正確的安裝在機(jī) 床上 夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件 夾具體的形狀 和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接 而且在零件的加工過(guò)程中 夾具還要 承受夾緊力 切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng) 因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度 切削加 工過(guò)程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上 切屑積聚過(guò)多將影響工件的可靠的定位和夾緊 因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí) 必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑 此外 夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性 經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝 拆的便捷性等 在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 24 1 應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面 如安裝定位元件的表面 安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體 的安裝基面 應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定 型材夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理 焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火 處理 2 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力 切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng) 夾 具體應(yīng)有足夠的壁厚 剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋 3 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 而且各表面間的相互位置精度要求高 因此應(yīng)特 別注意其結(jié)構(gòu)工藝性 應(yīng)做到裝卸工件方便 夾具維修方便 在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下 應(yīng)盡量 能減輕重量 縮小體積 力求簡(jiǎn)單 4 應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過(guò)程中 切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周?chē)?如不及時(shí)排除 切削熱量的積聚會(huì)破 壞夾具的定位精度 切屑的拋甩可能纏繞定位元件 也會(huì)破壞定位精度 甚至發(fā)生安全事故 因此 對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況 可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容 屑空間 對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況 一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽 5 在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí) 現(xiàn)的 當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí) 夾具的重心應(yīng)盡量低 支承面積應(yīng)足夠大 安裝基面應(yīng)有較 高的配合精度 保證安裝穩(wěn)定可靠 夾具底部一般應(yīng)中空 大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔 工件裝夾方案確定以后 根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺(tái)的尺寸 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸 然后繪制夾具總圖 詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖 總 結(jié) 加工工藝的編制和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 使對(duì)零件的加工過(guò)程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步 的提高 在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問(wèn)題 如在編寫(xiě)加工工藝時(shí) 對(duì)所需加工面 的先后順序編排 對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響 在對(duì)某幾個(gè)工 序進(jìn)行專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)時(shí) 對(duì)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(wèn)題 這些問(wèn)題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)率 降低成本的目的 通過(guò)不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下 針對(duì)這些問(wèn)題查閱了大量 25 的相關(guān)資料 最后 將這些問(wèn)題一一解決 并夾緊都采用了手動(dòng)夾緊 由于工件的尺 寸不大 所需的夾緊力不大 完成了本次設(shè)計(jì) 通過(guò)做這次的設(shè)計(jì) 使對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高 為以后從事本專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 參考文獻(xiàn) 1 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 2 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 金屬切削手冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2004 3 李洪 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 4 方昆凡 公差與配合手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 5 王光斗 王春福 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2000 6 東北重型機(jī)械學(xué)院等 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1979 7 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000 8 劉文劍 曹天河 趙維 夾具工程師手冊(cè) M 哈爾濱 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 1987 9 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 金屬切削手冊(cè) M 上海 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1984 10 周永強(qiáng) 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) M 北京 中國(guó)建材工業(yè)出版社 2002 11 黃如林 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 12 余光國(guó) 馬俊 張興發(fā) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) M 重慶 重慶大學(xué)出版社 1995 13 東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院 長(zhǎng)春汽車(chē)廠工人大學(xué) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1980 14 李慶壽 機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè) M 銀州 寧夏人民出版社 1991 15 廖念釗 莫雨松 李碩根 互換性與技術(shù)測(cè)量 M 中國(guó)計(jì)量出版社 2000 9 19 16 樂(lè)兌謙 金屬切削刀具 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 4 17 17 王先逵 機(jī)械機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 18 Machine Tools N chernor 1984 19 Machine Tool Metalworking John L Feirer 1973 20 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 致謝 由于課程時(shí)間的倉(cāng)促 很多本來(lái)應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒(méi)有時(shí)間去細(xì)細(xì)追 究來(lái)源 比如網(wǎng)格劃分的控制 坐標(biāo)系的理解 求解器的選擇等 這使我明白 了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向 離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離 但我相信 方向才是最重要的 因?yàn)榉较虼_定了 就會(huì)用最少的精力做好事情 這對(duì)于我 以后的工作至關(guān)重要 因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活中 要從事的工種是千差萬(wàn)別的 只有從中找到自己最拿手 最有發(fā)展前途的崗位 個(gè)人才有更多的熱情 也最 可能在自己的崗位做出一些貢獻(xiàn)