K294-機(jī)油泵體加工工藝規(guī)程及鉆2-Φ17孔夾具設(shè)計

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(工廠) 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 JYBT-01 產(chǎn)品名稱 機(jī)油泵體 零件名稱 機(jī)油泵體 共1 頁 第1頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 5 鉆 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準(zhǔn)終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速(r/min) 切削速度(m/min) 進(jìn)給量(mm) 背吃刀量(mm) 進(jìn)給次數(shù) 工時/min 機(jī)動 單件 1 鉆2-Φ17孔 麻花鉆，游標(biāo)卡尺 600 30 0.13 2 1 0.35 描圖 描校 底圖號 裝訂號 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 設(shè)計 （日期） 審核 (日期) 標(biāo)準(zhǔn)化 (日期) 會簽 (日期) 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 HT200 零件圖號 產(chǎn)品名稱 機(jī)油泵體加工 零件名稱 機(jī)油泵體 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面及其距離下端面為5mm端面 X51 專用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 4 銑 銑距離底面25mm的臺階面 X51 專用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 5 鉆 鉆2-Φ17孔 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 6 鏜 鏜Φ67孔 CA6140 專用夾具，彎頭鏜刀，游標(biāo)卡尺 7 車 車Φ22的內(nèi)圓及其端面 CA6140 專用夾具，YG6，，卡尺 8 壓入襯套 9 車 校正內(nèi)孔 CA6140 專用夾具，YG6，卡尺 10 鉆 鉆4-M6孔 Z535 專用夾具，麻花鉆，絲錐，卡尺 11 鉆 鉆2-Φ4孔 Z535 專用夾具，麻花鉆，卡尺 12 檢驗 檢驗，入庫 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 崔文2014 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 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。 機(jī)油泵體加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是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：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT The design content of the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance matching and measurement of aspects of knowledge. The oil pump body processing procedures and fixture design is including parts processing process design, process design and special fixture design three parts. Should first analyze the parts in the process design, understand parts of technology to design the structure of blank, and choose the good parts processing benchmark, design process of the parts; Then the parts size of each work step of the process, the key is to determine the process equipment for each process and cutting parameter; For the design of special fixture, then select design out of the component parts of the fixture, such as the positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; Calculated at the exit of fixture locating position error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to the improvement in the later design. Keywords: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error. 目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工藝分析 …………………………………………2 二. 工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………3 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4 2.2基面的選擇……………………………………………… 5 2.3制定工藝路線 ……………………………………………5 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………6 2.5確定切削用量及基本工時 ………………………………8 三 機(jī)床夾具介紹……………………………………………… 14 3.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求…………………14 3.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向……………………………………17 3.3工件的定位………………………………………………17 3.4工件的夾緊………………………………………………17 四 夾具設(shè)計…………………………………………………… 18 4.1問題的提出………………………………………………18 4.2定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………18 4.3定位原件的設(shè)計…………………………………………19 4.4壓緊原件的設(shè)計…………………………………………20 4.5導(dǎo)向原件的設(shè)計…………………………………………23 4.6定位誤差分析……………………………………………25 4.7切削力與夾緊力的計算…………………………………26 4.8夾具設(shè)計及簡要操作說明………………………………26 總 結(jié)………………………………………………………………27 致 謝………………………………………………………………28 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………29 序 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國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 機(jī)油泵體的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是在學(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、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個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)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 一、零件的分析 1.1 零件的作用 機(jī)油泵體的作用，待查 1.2 零件的工藝分析 機(jī)油泵體有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。 1：以下端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是臺階面和底座上的2-Φ17孔。 2：以Φ17孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是各個孔端面及其孔 二. 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到運行時經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 2.2基面的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取下端面作為定位基準(zhǔn)，。 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 （2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 （3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 以已經(jīng)加工好的Φ17孔和一端面為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計算，在此不再重復(fù). 2.3制定工藝路線 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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案： 方案一 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面及其距離下端面為5mm端面 4 銑 銑距離底面25mm的臺階面 5 鉆 鉆2-Φ17孔 6 車 車Φ17的端面及其內(nèi)圓 7 車 車Φ22的內(nèi)圓及其端面 8 壓入襯套 9 車 校正內(nèi)孔 10 鉆 鉆4-M6孔 11 鉆 鉆2-Φ4孔 12 入庫 入庫 方案二 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面及其距離下端面為5mm端面 4 車 車Φ17的端面及其內(nèi)圓鉆 5 車 車Φ22的內(nèi)圓及其端面 6 銑 銑距離地面25mm的臺階面 7 鉆 鉆2-Φ17孔 8 壓入襯套 9 車 校正內(nèi)孔 10 鉆 鉆4-M6孔 11 鉆 鉆2-Φ4孔 12 入庫 入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工底面，臺階面和底座上的孔，再以底座上的孔和底面作為定位基準(zhǔn)加工其他工序，這樣有效提供了定位基準(zhǔn)，提高加工精度。而方案二先加工Φ17和Φ22再加工底座上的孔，這樣不利用車Φ17和Φ22孔時的定位基準(zhǔn)選擇，不能很好的保證加工精度，綜合考慮我們選擇方案一具體的加工路線如下 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面及其距離下端面為5mm端面 4 銑 銑距離地面25mm的臺階面 5 鉆 鉆2-Φ17孔 6 車 車Φ17的端面及其內(nèi)圓 7 車 車Φ22的內(nèi)圓及其端面 8 壓入襯套 9 車 校正內(nèi)孔 10 鉆 鉆4-M6孔 11 鉆 鉆2-Φ4孔 12 入庫 入庫 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 機(jī)油泵體零件材料為HT200 重量為1 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、 機(jī)油泵體的下端面 由于機(jī)油泵體下端面要與其他接觸面接觸，同時又是Φ22和Φ17孔的中心線的基準(zhǔn)。粗糙度要求為3.2和12.5，查相關(guān)資料知余量留2mm比較合適。 3、機(jī)油泵體的孔 毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為2mm 2.5 確定切削用量及基本工時 工序1：鑄造 工序2：時效處理 工序3：銑下端面及其距離下端面為5mm端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?000 當(dāng)＝1000r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序4：銑距離底面25mm的臺階面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝750 當(dāng)＝750r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序5：鉆2-Φ17孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ17 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 562r/min 與562r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm; t= ==0.35min 工序6：鉆Φ17孔 1.加工條件 工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造 加工要求：鉆孔Φ17mm 機(jī) 床：臥式鉆床T616 刀 具：彎頭鉆刀 2.計算切削用量 查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =20m/min =0.05mm/z =1.4mm 根據(jù)切削用量手冊，取=125 r/min 切削工時：L=2mm 工序7：車Φ22的內(nèi)圓及其端面 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》取f=0.35mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 1417r/min 與1417r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1500r/min?，F(xiàn)選取=1500r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=16mm; =4mm; =0mm; t=i= =0.03(min) 工序8：壓入襯套 工序9：校正內(nèi)孔 工序10：鉆4-M6孔 ⑴鉆孔： 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《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） 按機(jī)床選取 基本工時： min ⑵攻螺紋M6mm： 選擇M6mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機(jī)床選取 基本工時： 工序11：鉆2-Φ4孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ4 1)進(jìn)給量 取f=0.25mm/r 2)切削速度　　V=14~24m/min. 取V=15m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1194r/min 與1194r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1200r/min?，F(xiàn)選取=1200r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t= ==0.056min 三 機(jī)床夾具介紹 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。 3.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，企業(yè)中多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： 1. 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 2. 能裝夾一組相似性特征的工件 3. 適用于精密加工的高精度的機(jī)床 4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù) 5. 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率 3.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個方面： 1. 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.2~0.5um。 2. 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機(jī)動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強(qiáng)度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 3. 柔性化 夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 4. 標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 3.3 工件的定位 3.3.1 工件定位的基本原理 工件裝夾在機(jī)床上必須使工件相對于刀具和機(jī)床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機(jī)床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。在使用夾具的情況下，就要使機(jī)床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。 1. 六點定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點限制工件的一個自由度，用合理設(shè)置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則” 。 2. 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況 （1）完全定位 六個支承點限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。 （2）不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 （3）欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無法保證加工要求，所以是決不允許的。 （4）過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 消除或減小過定位所引起的干涉，一般有兩種方法：一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。 3.3.2 常見定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。 1. 工件及平面定位 （1）主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用 1）固定支承 2）可調(diào)支承 3）自位支承 （2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 1）螺旋式輔助支承 2）自位式輔助支承 3）推引式輔助支承 4）液壓鎖緊的輔助支承 2. 工件以圓柱空定位 （1）圓柱銷 （2）圓錐銷 （3）圓柱心軸 3. 工件以外圓柱面定位 （1）在V形塊中定位 （2）在圓孔中定位 （3）在半圓孔和圓錐孔中定位 3.4 工件的夾緊 在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 3.4.1夾緊裝置的組成及基本要求 1. 夾緊裝置的組成 （1）力源裝置 （2）中間傳動機(jī)構(gòu) 作用如下： 1）改變夾緊作用力的方向 2）改變夾緊作用力的大小 3）具有一定的自鎖性能 （3）夾緊元件 2. 對夾緊裝置的基本要求 （1）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 （2）夾緊力的大小要適當(dāng) （3）夾緊裝置要操作方便 （4）結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件 3.4.2 夾緊力的確定 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。 1. 夾緊力方向的確定 （1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 （2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 2. 夾緊力作用點的選擇 （1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。 （2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形 （3）夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工部位 3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計算。 （3）對重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。 （4）分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力 （5）將計算夾緊力再乘以K，即得實際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.5~2.5；當(dāng)夾緊力與切削力相反時，K=2.5~3 。 3.4.3典型夾緊結(jié)構(gòu) 1. 斜楔夾緊結(jié)構(gòu) 2. 螺旋夾緊結(jié)構(gòu) （1）單個螺旋夾緊結(jié)構(gòu) （2）螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu) （3）偏心夾緊機(jī)構(gòu) 3.4.4定心夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)加工尺寸的工序基準(zhǔn)是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準(zhǔn)重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機(jī)構(gòu)，所以，定心夾緊機(jī)構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱龊?。定心夾緊機(jī)構(gòu)可分為以下幾種： （1）螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu) （2）杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu) （3）楔式定心夾緊機(jī)構(gòu) （4）彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu) （5）膜片卡盤定心夾緊機(jī)構(gòu) （6）波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu) （7）液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu) 四、 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(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計的工序是鉆2--Φ17孔夾具設(shè)計 4.1問題的提出 本夾具主要用于鉆2-Φ17孔，因為車內(nèi)孔定位要求高，因此我們在保證加工精度的前提下還要考慮工件的裝夾和提高生產(chǎn)效率。 工件在機(jī)床上的裝夾方式有以下三種方法： 1. 直接找正法 在機(jī)床上根據(jù)工件上有關(guān)基準(zhǔn)直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。 直接找正法的定位精度和工作效率，取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術(shù)水平。此法一般多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場合。 2. 劃線找正法 在機(jī)床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。 此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產(chǎn)、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。 3. 用夾具裝夾 即通過夾具上的定位元件使工件相對于刀具及機(jī)床獲得正確位置的方法。 此法使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。 上述用裝夾工件的方法有以下幾個特點： 工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。 由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過夾具相對于機(jī)床也就有了正確的位置。 通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 機(jī)器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關(guān)系，是離不開基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無法確定表面的位置。 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 1. 設(shè)計基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)。 2. 工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 （1）裝配基準(zhǔn) 裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 （2）測量基準(zhǔn) 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。 （3）工序基準(zhǔn) 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。 （4）定位基準(zhǔn) 工件定位時所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 需要說明的是，作為基準(zhǔn)的點、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。 本次設(shè)計的加工工序是鉆2-Φ17孔，我們采用支撐板和4個擋銷定位，用移動壓板夾緊。支撐板定位底面限制3個自由度，4個定位擋銷分別定位2個側(cè)面限制工件的其余3個自由度，這樣空間的6個自由度就限制完全了。 4.3定位原件的設(shè)計 因為批量生產(chǎn)，防止夾具體磨損，工件和夾具體不能直接接觸，為了保證定位的精度，我們在下面采用2個支撐板定位，由于我們底面的面積比較小，采用豎直放置2個支撐板，支撐板的結(jié)構(gòu)如下 中間2個沉頭孔是放內(nèi)六角螺釘?shù)?，通過2個內(nèi)六角螺釘把支撐板固定到夾具體上，通過2個沉頭孔用2個內(nèi)六角螺釘把支撐板固定到夾具體上，這樣用2個支撐板定位底面限制工件的3個自由度。 2個側(cè)面定位由于是粗基準(zhǔn)，我們采用線定位，采用4個定位擋銷定位，4個擋銷限制工件的3個自由度。 4.4壓緊原件的設(shè)計 根據(jù)壓緊力的三原則，大小，方向，作用點， 根據(jù)夾緊力的方向的確定原則， 1）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。 2） 夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小 3）夾緊力作用方向應(yīng)使工件變形最小。 根據(jù)這一原則，我們選擇我們的夾緊原件 我們選擇壓緊件一定要壓倒我們的支撐板上面，我們采取2個移動壓板壓緊，查下圖機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件移動壓板型號， 我們選擇公稱直徑為8 長度為50的移動壓板比較合適 移動壓板的結(jié)構(gòu)如下 移動壓板需要與雙頭螺栓，螺母，輔助調(diào)節(jié)支撐，彈簧配合使用 其工作原理圖如下 2是輔助調(diào)節(jié)支撐，4是彈簧，5是螺栓，6移動壓板，7是螺母 壓緊工作，旋轉(zhuǎn)螺母7，通過旋轉(zhuǎn)螺母7帶動移動壓板前面向下移動，從而實現(xiàn)壓緊工件。 松開工件過程，逆時針旋轉(zhuǎn)螺母，使螺母7和移動壓板6脫離開，脫離開后既可以向后拉移動壓板，使壓板和工件脫離，和工件脫離后，為了防止壓板下垂，導(dǎo)致后面再裝工件壓緊的時候不方便，我們設(shè)計了彈簧4，移動壓板和工件脫離后，靠彈簧4的彈力，保證移動寬頭壓板不下垂，脫離后我們就可以順利的取出工件。 4.5導(dǎo)向原件的設(shè)計 因為加工的孔是2-Φ17孔，粗糙度為12.5 一次鉆擴(kuò)既可以加工出來，由于我們是批量生產(chǎn)，因此我們需要采用可換鉆套，可換鉆套與鉆套壓緊螺釘配合，結(jié)構(gòu)如下 這樣的特點就是 當(dāng)鉆頭磨損后需要更換的時候，只要將鉆套朝逆時針方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準(zhǔn)鉆套上的削邊平面，即可取出鉆套。從而進(jìn)行快速的更換鉆套 快換鉆套的選擇 查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件適合直徑5為基本尺寸15-18之間 基本尺寸直徑為15-18的這個快換鉆套的詳細(xì)尺寸如下 4.6切削力壓緊力計算 鉆削力的計算 根據(jù)公式 切削力 切削力Ff 工件材料：灰鑄鐵 刀具材料：高速鋼 加工方式：鉆 公式：Ff=419*D*f^(0.8)*(Kp) 參數(shù):D = 17 參數(shù):f = 0.2 參數(shù):Kp = 1 計算結(jié)果 = 578.106 鉆削扭矩的計算根據(jù)公式 代入?yún)?shù)得 切削力矩M 工件材料：灰鑄鐵 刀具材料：高速鋼 加工方式：鉆 公式：M=0.21*D^(2)*f^(0.8)*(Kp) 參數(shù):D = 17 參數(shù):f = 0.2 參數(shù):Kp = 1 計算結(jié)果 = 1.448 根據(jù)公式 壓緊力的計算 壓緊力簡圖 L=40， l=20 鉆削力578 實際所需壓緊力 根據(jù)公式 類別：移動壓板1 公式：MQ=(Wk)*((r')*tan(φ1)+(rz)*tan(α+(φ'2)))*L/((η0)*l) 參數(shù):Wk = 578N 參數(shù):r' = 4 參數(shù):φ1 = 8.53 參數(shù):rz = 4 參數(shù):α = 2.5 參數(shù):φ'2 = 9.83 參數(shù):L = ,40 參數(shù):η0 = 0.88 參數(shù):l = 20 計算結(jié)果 = 1798.335 查M8的雙頭螺柱所承受的壓緊力為2050遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1798，因此壓緊力符合要求 4.7定位誤差分析 由于我們加工的2-Φ17孔，粗糙度為12.5，和側(cè)面的尺寸公差為±0.1 我們定位的17孔的位置側(cè)面到17孔的距離為±0.02.此定位尺寸誤差為我們加工零件誤差的1/5 ,夾具設(shè)計要求一般是定位誤差是工件尺寸公差的1/3,因此符合要求。 . 4.8 夾具的簡要操作說明 使用2個支撐板，和4個定位擋銷。采用移動壓板壓緊，同時我們采用可換鉆套，這樣當(dāng)我們鉆套磨損后，我們可以取下鉆套，快速的進(jìn)行更換鉆套，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)。 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實際的總體考慮，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、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機(jī)的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次設(shè)計雖然只有三個月時間，但在這三個月時間中使我對這次課程設(shè)計有了很深的體會。 這次畢業(yè)設(shè)計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)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次畢業(yè)設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，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，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計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，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。 這次畢業(yè)設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?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！ 致 謝 這次畢業(yè)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。 這次畢業(yè)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. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機(jī)床夾具設(shè)計手冊，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 29