增壓器回油管座的加工工藝及鉆 夾具設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書）
增壓器回油管座的
加工工藝及鉆夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 葉成
學(xué)生學(xué)號(hào)： 1020073135
院 （系）： 機(jī)械技術(shù)學(xué)院學(xué)院
年級(jí)專業(yè)： 機(jī)械制造及自動(dòng)化
指導(dǎo)教師： 許文
2010年4月
目 錄
1.1增壓器回油管座的工藝分析 1
1.2增壓器回油管座工藝要求及工藝分析 1
1.2.1增壓器回油管座的技術(shù)要求 1
1.3 加工工藝過程 2
1.4 確定各表面加工方案 2
1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素 2
1.4.2 平面的加工 3
1.4.3孔的加工方案 3
1.5 確定定位基準(zhǔn) 3
1.5.1 粗基準(zhǔn)的選擇 3
1.5.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 4
1.6 工藝路線的擬訂 5
1.6.1工序的合理組合 ...........................................................................5
1.6.2 工序的集中與分散 6
1.6.3 加工階段的劃分 7
1.6.4 加工工藝路線方案的比較 8
1.7 增壓器回油管座的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 9
1.7.2 加工余量的確定 10
1.7.3工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .......................11
1.8 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 12
1.8.1 工序1：車大平面 12
1.8.2 工序2 鉆4Xφ9孔 13
1.8.3 工序3：銑孔口平面 14
1.8.4 工序4：锪平φ30 15
1.8.5鉆擴(kuò)鉸φ22.376...............................................16
2 專用夾具設(shè)計(jì) 18
2.1 研究原始質(zhì)料 18
2. 2 定位基準(zhǔn)的選擇 18
2. 3 切削力及夾緊分析計(jì)算 18
2.1.4 夾緊元件及動(dòng)力裝置設(shè)計(jì) 19
2.1.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)……… 20
小結(jié) 22
參考文獻(xiàn) 23
- 24 -
第一章 增壓器回油管座加工工藝
1.1 增壓器回油管座的工藝分析
增壓器回油管座是柴油機(jī)的一個(gè)重要零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜，但φ22.376孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對(duì)精度要求不是很高。增壓器回油管座的底面和孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。底面有平行度的要求。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，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
1.2增壓器回油管座的工藝要求及工藝分析
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)者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。
1.2.1 增壓器回油管座的技術(shù)要求
其加工有四組加工。大平面、四小孔、孔口平面、以及大孔。
（1） 以大平面為主要加工的表面，有大平面的銑加工，其粗糙度要求是，平面度公差要求是0.05。
（2） 另一組加工是四小孔的加工，均為φ9，其位置度要求為φ0.4。
（3） 孔口平面的加工，保證尺寸65。
（4） 大孔的加工，其尺寸大小為φ22.376。
單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表可知是中批量生產(chǎn)。
1.3 加工工藝過程
由以上分析可知。該零件的主要加工表面是平面及孔。一般來說，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)于增壓器回油管座來說，加工過程中的主要問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。
由上面的一些技術(shù)條件分析得知：增壓器回油管座尺寸精度，形狀機(jī)關(guān)度以及位置機(jī)精度要求都很高，就給加工帶來了困難，必須重視。
1.4 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)是加工的勞動(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)增壓器回油管座的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足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。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。
1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素
⑴．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。
⑵．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(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。如增壓器回油管座孔的加工，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。
⑶．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)車削，高速精銑等。
⑷．要考慮工廠或車間的實(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。
⑸．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)要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。
1.4.2 平面的加工
由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可以確定，底面的加工方案為底平面：粗車，平面度為0.05，一般不淬硬的平面，精車的粗糙度可以較小。
1.4.3孔的加工方案
⑴．由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定，因?yàn)榭字挥形恢枚鹊囊鬄棣?.4，公差為自由公差，則選小孔4Xφ9孔的加工方案可為直接一次一次性鉆出。
⑵．Φ22.376孔的加工方案：由于孔的表面粗糙度要求是Rz16，而且孔的偏差為0.06，所以對(duì)該孔的加工方案采取鉆、擴(kuò)、鉸的方法進(jìn)行加工。
1.5 確定定位基準(zhǔn)
1.5.1 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、位置符合圖紙要求。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
⑴．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(gè)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(duì)稱、少裝夾等。
⑵．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(shí)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。
⑶．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。
⑷．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(shí)需經(jīng)初加工。
⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?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。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證增壓器回油管座在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從增壓器回油管座的零件圖分析可知，選擇后面為加工粗基準(zhǔn)。
1.5.2 精基準(zhǔn)選擇的原則
⑴．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
⑵．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
⑶．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。
此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證增壓器回油管座在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從增壓器回油管座零件圖分析可知，它的底平面與四孔占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。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)。
1.6 工藝路線的擬訂
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。增壓器回油管座的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先加工大平面。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。
1.6.1工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、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)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
⑴．工序分散原則
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(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，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
⑵．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)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(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，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(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80-90℃的含0.4%—1.1%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200mg.
1.6.2 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。
⑴．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)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(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。
⑵．工序分散的特點(diǎn)
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(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，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，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(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)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。
1.6.3 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)加工過程劃分為幾個(gè)階段：
⑴．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，選用大的切削用量，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Ra80~100μm。
⑵．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Ra10~1.25μm。
⑶．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)床小的切削用量，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 Ra10~1.25μm。
⑷．光整加工階段
對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。
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。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，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孔之類的粗加工。
1.6.4 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，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。
工序號(hào)
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
10
鑄造
鑄造
20
熱處理
熱處理
30
粗車底面
側(cè)面和外圓
粗銑底面
側(cè)面和外圓
30
精車底面
側(cè)面和外圓
精銑底面
側(cè)面和外圓
40
鉆φ9孔
側(cè)面和外圓
鉆φ9孔
側(cè)面和外圓
50
銑孔口平面
底面和兩孔
銑孔口平面
底面和兩孔
60
锪鉆孔： φ30
底面和兩孔
銑φ30
底面和兩孔
70
鉆孔：φ22.376
底面和兩孔
粗鏜φ22.376
底面和兩孔
70
擴(kuò)孔φ22.376
底面和兩孔
精鏜φ22.376
底面和兩孔
70
鉸孔：φ22.376
底面和兩孔
清洗
80
清洗
底面和側(cè)面
檢驗(yàn)
90
檢驗(yàn)
加工工藝路線方案的論證：
1方案一中采用鉆擴(kuò)鉸的方法，易于保證加工精度。
2方案一符合粗精加工分開原則。
由以上分析：方案1為合理、經(jīng)工藝過濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的程如下表：
表1.2加工工藝過程表
工序號(hào)
工 種
工作內(nèi)容
說 明
10
鑄造
金屬型鑄造
鑄件毛坯尺寸：108X 130X 42
20
清砂
除去澆冒口，鋒邊及型砂
30
熱處理
退火
退火，來消除鋁表層和壁厚較薄的部位，以便于切削加工
40
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)毛坯
50
車削
粗車底面
工件用專用夾具裝夾；車床CA6140
60
車削
精車底面
工件用專用夾具裝夾；車床CA6140
70
鉆削
鉆φ9孔
專用夾具；鉆床Z3050
80
銑削
銑孔口平面
工件用專用夾具裝夾；QX5025B
90
鉆孔
鉆孔φ22.376
工件用專用夾具裝夾；鉆床Z3050
100
擴(kuò)孔
鉆孔φ22.376
工件用專用夾具裝夾；鉆床Z3050
110
鉸孔
鉆孔φ22.376
工件用專用夾具裝夾；鉆床Z3050
120
檢驗(yàn)
130
入庫
清洗
1.7 增壓器回油管座的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
增壓器回油管座的鑄造采用的是鋁合金制造，其材料是YL102，硬度HB為150-200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
⑴．增壓器回油管座為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：
①、鑄件的壁厚應(yīng)和合適，均勻，不得有突然變化。
②、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角。
③、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。
④、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。
⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。
毛坯形狀、尺寸確定的要求
⑵．設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到：
①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單。
②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。
③、便于裝夾、加工和檢查。
④、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，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類
形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
1.7.2加工余量的確定
查閱相關(guān)手冊(cè)結(jié)果如下
（1）車削加工余量為
粗車1.5mm 精車 0.5mm
（2）銑削加工余量為 粗銑 1.5
（3）內(nèi)孔和外圓的加工余量及公差 鉆φ22.376加工余量為2.376
其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
1.7.3工序尺寸及毛坯尺寸的確定
⑴．底平面的偏差及加工余量計(jì)算
底平面余量加工的計(jì)算，底平面最終尺寸為8。雖無尺寸精度要求，但有位置度要求，根據(jù)工序要求，底面面加工分粗、精車加工。各工步余量如下：
粗車：由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。
精車：由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，其余量值規(guī)定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為，又根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，鑄件尺寸公差等級(jí)選用IT9，再查表可得鑄件尺寸公差為
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
粗車后最大尺寸為：
粗車后最小尺寸為：
精車后尺寸與零件圖尺寸相同，即底面的尺寸為。
⑵．四小孔和大孔的偏差及加工余量計(jì)算
參照參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》和參考文獻(xiàn)《互換性與技術(shù)測(cè)量》表，可以查得：
孔φ9：
鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔：
鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
擴(kuò)孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
鉸孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
根據(jù)工序要求，四小孔的加工可以直接由毛坯一次性鉆出，毛坯實(shí)心，不沖孔。
根據(jù)工序要求，孔的加工可分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序完成，各工序余量如下：
鉆孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,其余量值為；
擴(kuò)孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,其余量值為；
鉸孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,其余量值為
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：
孔孔毛坯基本尺寸為
根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，鑄件尺寸公差等級(jí)選用IT12，再查表可得鑄件尺寸公差為：0,9
孔孔毛坯基本尺寸為
毛坯最大尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
鉆孔后尺寸與圖紙要求一致
1.8 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
1.8.1 工序3：粗、精車底面
1加工條件
機(jī)床：CA6140車床
刀具：硬質(zhì)合金車刀 材料：
車削深度：粗車；精車
2切削用量 所以，
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
查《切削手冊(cè)》 修正系數(shù)
故。
查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3計(jì)算工時(shí)
1.8.2工序4：鉆φ9孔，孔口倒角
1加工條件
工件材料：YL102,鑄造。
機(jī)床：ZK51。
刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=8.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，
2 鉆孔切削用量
查《切削手冊(cè)》 所以，
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
計(jì)算工時(shí)
1.8.3工序5：銑孔口平面
1 加工條件
工件材料：YL102,鑄造。
機(jī)床：ＸＫ５０２５立式銑床
刀具：高速鋼圓柱銑刀,深度ap<=3, ,故據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》（后簡稱《切削手冊(cè)》）取刀具直徑do=２0mm。
２切削用量
銑削深度 因?yàn)榍邢髁坎淮螅士梢赃x擇ap=1.8mm，，一次走刀即可完成所需尺寸。
每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表，壽命T=180min
計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=１８５～２４５r/min,Vf=490mm/s
據(jù)：ＸＫ５０２５銑床參數(shù)，選擇nc=２００r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削Vc=3.14*60*475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為fzc=Vfc/ncz=475/(２００*10)=０.２４mm/z。
校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=2.3kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.8mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s，
V c=119.3m/min，fz=0.２４mm/z。
３.計(jì)算基本工時(shí)
tm＝2xL/ n*fz=2x４２/475x０.２４ =０.７６min。
1.8.4工序6：锪平φ30
1加工條件
工件材料：YL102,鑄造。
機(jī)床：Z3050搖臂鉆床
刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，φ29.8高速鋼麻花鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°。
2切削用量
查《切削手冊(cè)》 所以，
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊(cè)》）為0.5～0.8mm，壽命．
切削速度
查《切削手冊(cè)》 修正系數(shù)
故。
查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3計(jì)算工時(shí)
1.8.5工序7：鉆、擴(kuò)、鉸φ22.376
1加工條件
工件材料：YL102,鑄造。
機(jī)床：Z3050搖臂鉆床
刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，φ２１.８高速鋼麻花鉆、φ２２.２高速鋼擴(kuò)孔鉆、φ２２、３７６高速鋼標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°。
2切削用量
查《切削手冊(cè)》 所以，
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊(cè)》）為0.5～0.8mm，壽命．
切削速度
查《切削手冊(cè)》 修正系數(shù)
故。
查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3計(jì)算工時(shí)
鉆孔時(shí)d=20mm,f=0.3mm/r,n=100r/min,v=49m/min
=（50+3+1）/0.3×49=3.6min
擴(kuò)孔時(shí)：d=21.8mm,f=0..25mm/r,n=140 r/min,v=60 m/min
=（50+3+1）/0.25×140=1.54min
鉸孔時(shí)d=22.2mm,f=0..16mm/r,n=275 r/min,v=300 m/min
=（50+3+1）/0.16×275=1.23min
根據(jù)參考文獻(xiàn)可查得鉆削的輔助時(shí)間
總工時(shí)t=1.77X3+3.6+1.54+1.23=11.68
第二章 專用夾具設(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。在加工增壓器回油管座零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工工藝孔夾具一套。此夾具用于Ｚ３０５０的搖臂鉆床上。
2..1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鉆擴(kuò)鉸φ22.376的孔。該孔并無位置公差的要求，在鉆擴(kuò)鉸該孔時(shí)，其他表面的加工已經(jīng)結(jié)束。為了保證加工精度，需找對(duì)定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
2..2 定位基準(zhǔn)的選擇
基于定位簡單和快速的考慮，選擇φ９中的兩孔和底面作為基準(zhǔn)定位，其中一孔采用圓柱定位銷定位，另一孔則采用菱形銷定位。這樣可以限制工件的６個(gè)自由度，使工件完全定位可靠。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。
2.3 切削力及夾緊力的計(jì)算
1本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：
鉆削軸向力 ：
扭矩
卡緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=16.77N
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。
2 定位誤差分析
本工序采用孔φ９和底面為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。
2.4夾緊元件及動(dòng)力裝置確定
由于增壓器回油管座的生產(chǎn)量很大，采用手動(dòng)夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動(dòng)力裝置采用手動(dòng)夾緊。采用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。
本道工序夾具的夾緊元件選用壓緊螺釘。壓緊螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖所示。
2.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
1鉆套的選擇
φ22.376的加工需要采用鉆擴(kuò)鉸的方法，所以需要用快換鉆套，以減少更換鉆套的時(shí)間。
根據(jù)參考文獻(xiàn)表可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)如圖所示。
圖 快換鉆套
鉆孔φ22.376鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.9所示。
表3.9
d
H
D
公稱尺寸
允差
22~26
25
35
+0.025
+0.009
52
46
12
5.5
21
21
32.5
55
2襯套的選擇
襯套是根據(jù)鉆套來選擇的，它與夾具體間采用緊的配合，而鉆套與襯套間用松的配合，以便于更換。
根據(jù)參考文獻(xiàn)表可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示。
固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.10所示。
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
35
+0.050
+0.025
20
48
+0.033
+0.017
1
3
3本夾具用于在鉆床上加工增壓器回油管座的大孔，工件以底平面和小孔為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。
工件加工完成后，可以將壓緊螺釘松開。將壓板旋開，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時(shí)，將工件放到帶大端面的固定定位銷和菱形銷處，然后將移動(dòng)壓板搭上，壓在工件上，將螺栓擰緊就可以進(jìn)行加工了。加工完成以后將移動(dòng)壓板翻開，就可以把工件直接取出。如夾具裝配圖所示。
小結(jié)
通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)镜闹R(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑鉆夾具的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。
本設(shè)計(jì)研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進(jìn)一步深入，具體如下：
（1）缺乏更多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。
（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。
（3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不太完善，在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。
（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。
總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我將所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步得到提高，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)！
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