支架機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計【30X70X2.0凹槽】

支架機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計【30X70X2.0凹槽】,30X70X2.0凹槽,支架,機械,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計,30,x70x2,凹槽 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 4 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 10 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑左側(cè)端面作為基準面 面銑刀 450 30 1.5 1.2 2 0.3 0.1 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 4 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 車 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 鉆孔夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 13.00 13.00 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑頂部30X2凹槽 面銑刀 400 32 6.4 110 1 0.58 1.77 2 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 4 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 30 車 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 14.74 7.37 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑頂部方孔42X13 銑刀φ6 600 20 1.0 1.1 1 5.6 1.77 2 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 4 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 40 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 13.2 13.2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑20XR10腰型孔 銑刀φ10 560 8.88 5 2.0 2 0.5 1.7 2 3 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 1 畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 支架加工工藝及夾具設(shè)計 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學生姓名 學 號 年級 指導教師 二 Ο 一四 年 11 月 09 日 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 0 支架加工工藝及夾具設(shè)計 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學生： 指導老師： 摘 要 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生 直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過 程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的 機床及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具， 還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。 關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程；定位誤差；夾緊；加工余量；夾緊力 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 1 Processing technology and fixture design of stent Major:Mechanical engineering and automation student: Supervisor: ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. Fixture design process of drilling pump cover and reaming holes is designed with 18H7 include part machining process design, process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error. XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 2 目 錄 1 緒 論 .................................................................4 1.1 機械加工工藝概述 ...................................................5 1.2 機械加工工藝流程 ...................................................6 1.3 夾具概述 ...........................................................6 1.4 機床夾具的功能 .....................................................7 1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 .................................................7 1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 .................................................8 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 .........................................8 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 ........................................................8 2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 ....................................9 2.1.1 零件的工藝分析 .................................................9 2.1.2 零件的生產(chǎn)類型 ................................................10 2.2 選擇、確定毛坯圖 .................................................11 2.2.1 選擇毛坯 .....................................................11 2.2.2 確定加工余量，毛坯尺寸及公差 ..................................12 2.2.3 確定機械加工余量 ..............................................13 3 加工工序設(shè)計 ........................................................14 3.1 選擇加工裝備和工藝設(shè)備 ......................................14 3.2 確定工序尺寸 ...................................................15 4 工藝專用夾具的設(shè)計 ...................................................16 4.1 問題的提出 ......................................................16 4.2 定位基準的選擇 .................................................16 4.3 切削力及夾緊力計算 ..............................................17 4.4 定位誤差分析 ....................................................17 4.5 確定切削用量及基本時間 ..........................................18 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 3 4.5.1 粗銑左側(cè)面作為基準面 ........................................11 4.5.2 粗銑、精銑 30X70 凹槽 ........................................12 4.5.3 精銑右側(cè)端面保證厚度 30 到位 .................................12 4.5.4 銑 10X42,30X10 腰孔 ..........................................12 4.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 .........................................19 總結(jié) ...................................................................20 參 考 文 獻 ............................................................20 致 謝 ................................................................21 1 緒 論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其 成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改 變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如 一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的 流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì) 等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗 加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟 就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將 有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可 能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠 根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 4 1.2 機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它 是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工 藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工 藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切 削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟 效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技 術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完 善。 1.3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處 理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不 可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機 床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。機床夾 具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 5 “工欲善其事，必先利其器?！惫ぞ呤侨祟愇拿鬟M步的標志。自 20 世紀末期以來， 現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具 與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn) 率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都 是重要的工藝裝備。 1.4 機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與 夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要 求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由 于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此， 夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊， 它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進 行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導 向功能。 1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成 為門類齊全的工藝裝備。 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 6 1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類 總數(shù)的 85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的 競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的 企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 15%左右。特別 是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS） 等新技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。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，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高 精度三爪卡盤，其定心精度為 5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在 1μm 內(nèi)；又如用于 軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達 0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減 輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝 置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上 使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為 2600r/min 的條件下仍能牢 固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 7 方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、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、 拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上， 首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的 夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、 毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件 的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國 家標準：GB/T2148~T2259—91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化， 有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1.1 零件的工藝分析 所加工零件圖如下圖所視 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 8 從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個部分。 1、125X15 下端面，加工時要保證公差要求，以及表面粗糙度 Ra1.6，表面要求較高。 2、30X75 凹槽，粗糙度要求 Ra3.2。 3、20XR10 腰孔；粗糙度要求 Ra3.2。 4、42XR5 腰孔；保證公差要求以及粗糙度要求 Ra6.3。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工 的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 2.1.2 零件的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Ｑ＝２０００臺／年，n=1 件／臺，結(jié)合生產(chǎn)實際，備產(chǎn)率 α 和廢 品率 β 分別取為１０％和１％。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 9 Ｎ＝２０００×１×（１+１０％）×（１+ １％）＝２２２２件／年 零件是支架，質(zhì)量為０.８５kg,查表２-１可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2.2 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 2.2.1 選擇毛坯 該零件材料為ＨＴ２００，考慮到零件的結(jié)構(gòu)以及材料，選擇毛坯為鑄件，由于零 件年產(chǎn)量較大屬于大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提 高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。 2.2.2 確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差 參見本書第五章第一節(jié)，灰鑄鐵的公差及機械加工余量按表５-３和表５-４確定。要 確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。 鑄件機械加工余量等級 該值由鑄件的成型方法和材料確定，成型方法為金屬型鑄 造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級為Ｄ～Ｆ。 鑄件尺寸公差 根據(jù)表５-３毛坯鑄件的基本尺寸處于１００～１６０之間，而鑄件 的尺寸公差等級取為８級，取鑄件的尺寸公差為１.８mm。 2.2.3 確定機械加工余量 根據(jù)查得的毛坯的加工余量等級為Ｄ～Ｆ，以及鑄件的尺寸，定鑄件的機械加工余 量為１.５mm。 2.2.4 確定毛坯尺寸 根據(jù)成型零件的基本尺寸，以及確定的機械加工余量和鑄件的尺寸公差確定毛坯的 尺寸為基本尺寸加上 5mm。 2.2.5 確定毛坯尺寸公差 根據(jù)表５-３毛坯的尺寸公差等級去為８級，確定尺寸公差為１.８mm。 2.2.6 設(shè)計毛坯圖 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 10 毛坯圖如下圖所視。 3 加工工序設(shè)計 3.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 (1).選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。 a)第一工序是粗銑。 工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用立式銑床。根據(jù)零件外 廓尺寸，精度要求，選用 X51 式立式銑床即能滿足要求。 b)第二工序工序是粗銑，精銑，根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用 X51 式立式銑床 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 11 即能滿足要求。 c)第三工序是粗銑，選用一般精度的銑床足夠； d)第四工序工序也是銑床，根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用 X51 式立式銑床即能 滿足要求。 (2).選擇夾具 本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易進行裝夾、定位，故工序一，工序二，工序三工序四均選 擇專用夾具。 (3).選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 a) 工序一銑端面時，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套 式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑 D＝20mm，齒數(shù) Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 b) 工序二粗銑，精銑時，選擇銑刀直徑 D＝20mm，齒數(shù) Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 c) 工序三銑端面時，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套 式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑 D＝6mm，齒數(shù) Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 d) 工序四粗銑，精銑時，選擇銑刀直徑 D＝6mm，齒數(shù) Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 (4).選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺 寸和形狀特點，參考有關(guān)資料，選擇如下。 選擇加工平面所用量具。 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 12 銑端面，選擇讀數(shù)值 0.02，測量范圍 0～150 游標卡尺。 3.2 確定工序尺寸 本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見下表。（mm） 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度/μm加工表面 粗 半精 粗 半精 粗 半精 端面 3 1 5 1 Ra6.3 Ra3.2 端面 3 0.7 5 3 Ra6.3 Ra3.2 4 工藝專用夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。有老師 分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計工序一，設(shè)計一套銑削 30X70 深 2.0 的凹槽的銑床夾具。 4.1 問題的提出 本夾具主要用于銑削 30X70X2.0 凹槽，本道工序加工精度要求較高，需要經(jīng)過粗銑， 精銑等工序完成，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度也需要考慮。 4.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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。基準選擇不當往往會增加工序 或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達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。此道工序后面還有精加工，因此本次銑有著較高的技術(shù)要求，也有 較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高 加工精度。由于該零件所設(shè)計的為銑削30X70X2.0凹槽的夾具，工件左端面及兩側(cè)面作為 定位面，本套設(shè)計定位方案，兩支承板與工件左端面相配合限制三個自由度（即X軸轉(zhuǎn)動、 Y軸轉(zhuǎn)動、Z軸移動），另一支承板相配合限制兩個自由度（即Y軸移動、Z軸轉(zhuǎn)動），螺 栓與一側(cè)面相配合限制一個自由度（即X軸移動），這樣工件被完全定位。 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 13 4.3 切削力及夾緊力計算 由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表 可得：721? 切削力公式： 式（2.17）Pf KfDF 75.02.14? 式中 m10r/3. 查表 得： 82? 95.0)1(6.?HBp 即： 69.10NFf? 實際所需夾緊力：由參考《機床夾具設(shè)計手冊》表 得： 12?KFWf?? 安全系數(shù) K 可按下式計算，由式（2.5）有：： 6543210? 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表6~ 可得： 21?25.01.32.10. ????K 所以 )(46698NFWf?? 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選 用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 取 ， ，25.?K16.0?2.? 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：： )(5830)(210 NtgtQLWz????? 式中參數(shù)由《機床夾具設(shè)計手冊》可查得： 3.9???675.zr?91?2??631???? 其中： )(40mL)(80NQ 由《機床夾具設(shè)計手冊》表 得：原動力計算公式：6? 由上述計算易得： KW?0 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 14 因此采用該定位機構(gòu)工作是可靠的。 4.4 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的誤 差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設(shè)計基準不重合而造成。二是定位基準與限 位基準不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， T d=0.25mm，， 。??96a 04.12sinTDWd????）（ ? 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。513? 4.5 確定切削用量及基本時間 4.5.1 粗銑左側(cè)面作為基準面 本工序為銑，已知加工材料為 HT200，鑄件；機床為 X51 式立式銑床，工件裝夾在專 用夾具上。 （1）確定背吃刀量 aP 本工序加工余量 aP=3mm。 （2）確定每齒進給量 fz 本工序要求加工表面粗糙度為 Ra≤6.3μm ，側(cè)面表面粗糙 度為 Ra≤12.5μm，于是取每轉(zhuǎn)進給量 fr=0.6mm/r，則 fz=fr/z=0.15mm/z （3）選擇銑刀磨鈍標準及壽命 查表得后刀面最大磨損限度為 0.5mm，刀具 壽命為 180min （4）確定切削速度 v 和工作臺每分鐘進給量 fM 0vvvvxyupmpzeCdqvkTaf? 當壽命為 180min，d0/z=32/4=8 ，aP=3mm ，fz=0.15mm/z 時， XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 15 v=90m/min， n=1000r/min，fM=316mm/min。其修正系數(shù)為 kMv= kMn= kMfn=0.89 Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1 所以 v=91m/min n=1100r/min fM=309.4mm/min 根據(jù) X51 立式銑床說明書選擇 n=1225r/min fM=300mm/min 則實際切削速度和每齒進給量為 v=94.3m/min fz=0.14mm/z 基本時間的確定 經(jīng)計算平面銑削長度為 125mm，入切量及超切量取銑刀直徑的一半。12jMzllTf?? 故銑削該平面的基本時間為 Ti= (125+15)/70=2s； 4.5.2 粗銑、精銑 30X70 凹槽 本工序為粗銑、精銑 30X70 凹槽，所選刀具為硬質(zhì)合金立銑刀以及勾槽銑刀。勾槽 銑刀直徑 d=20mm，齒數(shù) z=10。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.2 選擇銑刀的幾何形狀。 由于加工材料為 HT200， =145MPa，硬度為 160—180HBS，鑄件，有外皮。故選擇b? 。??60? 已知銑削寬度 =30mm，銑削深度 mm。機床為 XA5032 型立式銑床，工件裝e?3?pa 在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進給量 zf 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 9.4—27，得 ，選取zmfz /075.. 。zmfz/06.? （Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7 和表 3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為 0.20mm，由 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 16 于銑刀的直徑 d=10mm，故銑刀的壽命 T=60min。 （Ⅲ）確定銑削速度 和每分鐘進給量cvfv 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中公式計算： vpuωyfxpm qvkzaTdcv0? 公式中 =40 , =0.7， =0.2， =0.3， =0.5， =0.3， =0.25， =10,VCvqvyvxvvm0d =12, =3.0, =1.0。eapvk 15.20.6360143..025 7. ???。cv =16.20m/min 01dvnc? = ?25.6 =517.51r/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.30，XA5032 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=600r/min，縱向進給量 =475mm/min。fv 實際切削速度和每齒進給量分別為 10ndvc?? = 6? =18.84m/min znvfcfz? = 56047? =0.16mm/z (Ⅳ)檢驗機床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.24，當 ， ， ，z=5,eam52?ap3?md10? XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 17 ，近似 。min/475vf?kwpc1.? 根據(jù) XA5032 型立式銑床說明書機床主軸允許的功率為， ，kwpcw63.57.0?? 故 ，因此選擇切削用量采用，即cwp? ， ，n=600r/min， m/min， 。a0.3in/475vf 84.1?cvzmfz/1. (III)基本工時計算 fmvLt 公式中 ，l=70140mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.26，對稱安裝銑刀入lL??? 切量及超切量 ，則 L=80mm。my10in17.0458?t 4.5.2 精銑右側(cè)端面保證厚度 30 到位 本工序為精銑右側(cè)端面保證厚度 30 到位，所選刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。銑刀直徑 d=80mm,寬度 L=60mm，齒數(shù) z=10。根據(jù)《切削用量簡明手冊 》表 3.2 選擇銑刀的幾何形 狀。由于加工材料為 HT200， =145MPa，硬度為 160—180HBS，鑄件，有外皮。故選b? 擇 =8°， =+5°。0?0? 已知銑削寬度 =6013mm，銑削深度 mm。機床為 XA5032 型立式銑床，工件e?3?pa 裝在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進給量 zf 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當使用 YG6，銑床功率為 7.5Kw（《切削用量簡 明手冊》表 3.30） ，采用對稱銑，故取zmfz /18.04.—? zmfz/18.0? （Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7 和表 3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為 1.5mm，由 于銑刀的直徑 d=80mm，故銑刀的壽命 T=180min。 （Ⅲ）確定銑削速度 和每分鐘進給量cvfv 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中公式計算： vpuωyfxpm qvkzaTdcv0? 公式中 =245 VC XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 18 , =0.2， =0.35， =0.15， =0.2， =0， =0.32， =80, =50, =2.3, =1.0vqvyvxvuvpm0deapvk 。 10518.03.218042.3.5. ???cv =91.16m/min 0dvnc? = ?816.9 =326.90r/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.30，XA5032 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=300r/min，縱向進給量 =235mm/min。fv 實際切削速度和每齒進給量分別為 10ndvc?? = 38? =75.36m/min znvfcfz? = 10325? =0.08mm/z (Ⅳ)檢驗機床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.24，當 ， ， ，z=10,eam52?ap4.?md80? ，近似 。min/235vf?kwpc1.? 根據(jù) XA5032 型立式銑床說明書機床主軸允許的功率為， ，kwcw63.57.? 故 ，因此選擇切削用量采用，即cwp? ， ，n=300r/min， m/min， 。a. in/235vf 36.75?cv zfz/018.? (III)基本工時計算 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 19 fmvLt? 公式中 ，l=60mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.26，對稱安裝銑刀入切l(wèi)L??? 量及超切量 ，則 L=72mm。my12in31.0257?t 4.5.3 銑 10X42,30X10 腰孔 本工序為銑 10X42 腰孔 ，所選刀具為硬質(zhì)合金銑刀。立銑刀直徑 d=10mm，齒數(shù) z=5；根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.2 選擇銑刀的幾何形狀。由于加工材料為 HT200， =145MPa，硬度為 160—180HBS，鑄件，有外皮。故選擇 。b? ??60? 已知銑削寬度 =10mm，銑削深度 mm。機床為 XA5032 型立式銑床，工件裝e?3?pa 在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進給量 zf 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 9.4—27，得 ，選取zmfz /075.. 。zmfz/06.? （Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7 和表 3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為 0.20mm，由 于銑刀的直徑 d=10mm，故銑刀的壽命 T=60min。 （Ⅲ）確定銑削速度 和每分鐘進給量cvfv 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中公式計算： vpuωyfxpm qvkzaTdcv0? 公式中 =40 , =0.7， =0.2， =0.3， =0.5， =0.3， =0.25， =10,VCvqvyvxvvm0d =12, =3.0, =1.0。eapvk 15.20.6360143..025 7. ???。cv =16.20m/min 01dvnc? XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 20 = ??1025.6 =517.51r/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.30，XA5032 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=600r/min，縱向進給量 =475mm/min。fv 實際切削速度和每齒進給量分別為 10ndvc?? = 6? =18.84m/min znvfcfz? = 56047? =0.16mm/z (Ⅳ)檢驗機床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.24，當 ， ， ，z=5,eam52?ap3?md10? ，近似 。min/475vf?kwpc1.? 根據(jù) XA5032 型立式銑床說明書機床主軸允許的功率為， ，kwcw63.57.? 故 ，因此選擇切削用量采用，即cwp? ， ，n=600r/min， m/min， 。a0.3in/475vf 84.1?cvzfz/1.0? (III)基本工時計算 fmvLt 公式中 ，l=140mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.26，對稱安裝銑刀入切l(wèi)L??? 量及超切量 ，則 L=150mm。my10in32.04751?mt XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 21 4.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 本夾具用于在銑床上加工 30X70X2.0 凹槽。工件以下斜平面為定位基準，在固定銷 和壓板板上實現(xiàn)完全定位。采用光面夾板夾緊工件。該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 銑夾具裝配圖如下圖所示 銑槽夾具裝配圖 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 22 總結(jié) 通過本次設(shè)計過程，我對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，機械制造裝備設(shè)計和大部分專業(yè)課知 識進行了復習，加深了對專業(yè)課知識的認識，同樣了解到了自己在知識實際運用方面的 不足。在設(shè)計中，我通過查尋各種資料，結(jié)合所學知識，在老師的指導下掌握了夾具設(shè) 計的過程方法，更加深該了機械行業(yè)需要嚴謹態(tài)度的認識。本次設(shè)計對以后的專業(yè)課設(shè) 計，畢業(yè)設(shè)計都起到了很大的作用，同樣為以后工作打下了基礎(chǔ)。 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 23 參 考 文 獻 [1]王仲，劉長吉 .連桿機械加工工藝探討[J].內(nèi)燃機，1997，1:13~16 [2]陳志亮.柴油機連桿加工工藝分析[J].湖南農(nóng)機，1997，4:22 [3]馮日德.6170 柴油機連桿、機體加工中幾個難點問題的工藝性研究[D].天津：天 津大學，2003 [4]程熙.熱能與動力工程機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.3 [5]王啟平.機械加工工藝簡明手冊.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社.2006.56～68 [6]SAE International， Warrendale， Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Forging Makes a Better Connecting Rod[J]. Technical Papers，2005 [7]Technological study of liquid die forging for the aluminum alloy connecting rod of an air compressor[J].journal of materials processing technology，2003，2:462~464 [8]崔金嶺.柔性夾具的技術(shù)研究與創(chuàng)新設(shè)計[D].碩士學位論文.蘇州：蘇州大學機械 設(shè)計及自動化，2008 [9]顧懷祥.淺談連桿加工工藝中的一些新技術(shù)[J].柴油機設(shè)計與制造， 2003，2：45~48 [10]曾景華，高國清. 福建省科協(xié)第五屆學術(shù)年會數(shù)字化制造及其它先進制造技術(shù) 專題學術(shù)年會論文集[C]，2005 [11]陳志亮.發(fā)動機連桿制造工藝改進分析[J].機床與液壓，2003，1：281~282 [12]干方建，潘曉陽，胡開文.加工誤差的綜合分析和銑夾具加工應(yīng)用實例[J].機械 設(shè)計與制造工程，2002，31(1)：20~23 [13]劉燕萍.連桿夾具的設(shè)計[J].機械工程與自動化，2004，2：48~51 [14]馮之敬.機械制造工程原理[M].北京：清華大學出版社，2005.305 [15]鄭修本.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.236 [16]孫麗媛.機械制造及專用夾具[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003 [17]于俊一.典型零件的制造工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，1989.1 [18]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：機械工業(yè)出版社.2005.166 [19]許峰，滿長忠.內(nèi)燃機工藝制造教程[M].大連：大連理工大學出版社，2006.203 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 24 [20]嚴紹華.熱加工工藝基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2007.242 [21]崔洪.典型零件的設(shè)計特點與加工工藝過程分析[J].山東內(nèi)燃機.2002，2 [22]柯建宏.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].武漢：華中科技大學出版社，2008 [23]龐學慧，武文革，成云平.互換性與測量技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006 [24]王先逵.機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007 致 謝 合上漫溢墨香的設(shè)計論文，已是夜涼如水，遙望夜空，星光燦爛。歷時半載的畢業(yè) 設(shè)計撰寫工作，終于告了一個段落，掩卷而思，心中卻惶恐不安，唯恐這份代表我四年 本科學習成果的畢業(yè)論文有負師長與親友的厚望。我深知前進的每一步，都凝聚著眾多 的關(guān)懷與愛護。在此，我只能借本文一隅表達自己內(nèi)心的感激之情。 感謝我的導師，他將我收入門下，不棄粗礪，悉心教誨。從他那里我不僅學到了許 多知識，而且也被他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、廣博的學識、敏捷的洞察力與謙和的人格魅力深 深的感染。指導老師對我的論文傾注了大量的心血，從選題、提綱的擬訂、初稿、修改 稿直至最后定稿，每一個環(huán)節(jié)都得到了他悉心指導和幫助。師恩似海，終生難忘! 感謝在我大學學習期間給予我?guī)椭完P(guān)愛的所有同學，特別是同寢的同學為本文在 撰寫過程中搜集各種資料，提出各種合理的意見和建議，特別感謝他們！ 衷心感謝我的母親，在我的學習和生活中，她給了我無私的關(guān)懷和幫助，面對她始 終如一的理解、寬容和鼓勵，我的感激之情難以用言語表達，但愿學有所成，能報于萬 一。 最后，感謝百忙之中抽出時間評閱的老師和參加論文答辯的老師，并向他們致以深 深的謝意。 XX 大學畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計 25