填料箱蓋工藝和銑φ75孔端面、鉆12孔夾具設計

填料箱蓋工藝和銑φ75孔端面、鉆12孔夾具設計,填料,工藝,75,端面,12,夾具,設計 本科畢業(yè)設計（論文） 題目：填料箱蓋零件機械加工工藝 和典型夾具設計 填料箱蓋零件機械加工工藝和典型夾具設計 摘要 油液的滲漏問題一直是汽車行業(yè)關注的問題，而填料箱蓋是潤滑裝備的關鍵零件。如何解決填料箱蓋的工藝規(guī)程、如何縮短產(chǎn)品的設計周期是目前亟待解決的問題。 設計中，首先對填料箱蓋零件進行工藝分析，根據(jù)零件的用途以及加工要求以及產(chǎn)品的批量確定零件的毛坯，其次根據(jù)零件的尺寸及批量，設計零件加工工藝過程，給出了零件的合理加工路線。隨后確定各工序的加工余量，切削參數(shù)，并計算各步工時。 最后在對零件的第4道工序加工13.5孔進行夾具設計?？紤]到13.5孔中為平均分布，采用心軸定位，可卸鉆模板與止口配合實現(xiàn)五點定位，各孔氣動夾緊，設計中的定位精度高可與工件一起裝卸。再對第11道工序銑75孔端面進行夾具設計，本夾具將用于組合機床，對機床進行銑加工。為了降低生產(chǎn)成本，本設計選擇采用螺紋夾緊的方式，選擇以50孔的內(nèi)表面和165的底端面為主要定位基面，因此，在保證提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度的同時可以設計比較簡單的夾具。 關鍵詞：填料箱蓋；油液滲漏；工藝夾具設計 Filler lid Part Machining Process and Typical Fixture Design Abstract Oil leakage issue has been a concern of the automotive industry, the filler cover key parts of lubrication equipment. How to solve the the filler lid technical rules, how to shorten the product design cycle current problems to be solved. Design, the first part of the filler cover for process analysis to determine the parts of the rough, according to the use of parts and processing requirements as well as bulk, followed by machining process based on the size and bulk of the parts, design parts, the parts of a reasonable processing route. Then determines the allowance, the cutting parameters of each step, and the each step working hours is calculated. Finally, on the part of four machining processes 13.5holes for fixture design. Taking into account the 13.5 holes evenly distributed, spindle positioning, detachable drilling template with the realization of a five-point positioning with the Mouth, each hole pneumatic clamping, high positioning accuracy in the design together with the workpiece loading and unloading. 75 hole end of the 11 step milling fixture design, the fixture will be used for the combination of machine tools, machine tools for milling. In order to reduce production costs, the design options with a threaded clamping manner. Select the main positioning the base surface to the bottom surface of the inner surface of the hole 50 and 165, Therefore, improve labor productivity, reduce labor intensity can be designed relatively simple jig. Key Words:The filler cover;Fluid leakage; The process of design and fixture 目 錄 1 緒論 1 1.1 課題的研究背景及意義 1 2 零件的分析 6 2.1 零件的作用 6 2.2 零件的工藝分析 7 3 工藝規(guī)程設計 8 3.1 毛坯的制造形式 8 3.2 基準面的選擇 8 3.2.1粗基準的選擇 8 3.2.2精基準的選擇 8 3.2.3切削用量的確定 8 3.3 制訂工藝路線 10 3.3.1工藝線路方案一 10 3.3.2工藝路線方案二 10 3.3.3工藝方案的比較與分析 11 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 3.5 確定切削用量及基本工時 12 4 填料箱蓋零件典型夾具設計 26 4.1 問題的指出 26 4.2 夾具設計 26 4.2.1定位基準的選擇 26 4.2.2切削力及夾緊力的計算 26 4.3 定位誤差的分析 27 4.4 夾具設計及操作的簡要說明 27 5 填料箱蓋零件專用夾具設計 28 5.1 問題的提出 28 5.2 夾具設計 28 5.2.1定位基準的選擇 28 5.2.2切削力及夾緊力計算 28 5.2.3定位誤差分析 29 5.2.4夾具設計及操作的簡要說明 30 6 結論 31 參考文獻 32 致謝 33 畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明 34 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 35 I 1 緒論 1.1 課題研究背景及意義 人類的生活無不與機械相關，現(xiàn)代社會的每一個人都隨時隨地的享受機械所帶來的恩惠。機械制造始終是人類物質(zhì)生產(chǎn)的基礎，這已是一個不爭的事實。一個國家生產(chǎn)技術水平的高低，可以說機械制造業(yè)發(fā)展的歷史是人類技術進步的事實寫照。然而，機械制造業(yè)的發(fā)展要靠機械裝備的發(fā)展來推動。 隨著工業(yè)革命的掀起，工業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著越來越重的地位，機械制造業(yè)作為為整個國民經(jīng)濟發(fā)展提供技術裝備的一個行業(yè)，其發(fā)展水平是衡量一個國家工業(yè)化程度高低的重要指標。本文針對機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀進行研究，并分別從激光技術和自動化控制技術兩方面對高科技技術在機械制造工藝中的應用進行詳細的介紹，通過分析機械制造工藝的應用現(xiàn)狀來闡述機械制造工藝在未來集成化、微納化、自動化和數(shù)字化的發(fā)展趨勢[4]。 機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟賴以發(fā)展的基礎，是其他經(jīng)濟部門的生產(chǎn)手段。作為關系著國家和民族長遠利益的基礎性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展水平是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)化水平與經(jīng)濟總體實力的標志，既決定著國家經(jīng)濟實力、國防實力、綜合國力和在全球經(jīng)濟中的競爭與合作能力，也決定著一個國家實現(xiàn)工業(yè)化、現(xiàn)代化和民族復興的進程[5]。探討我國機械制造業(yè)的發(fā)展對策，對我國制定區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展政策和實施產(chǎn)業(yè)扶持政策具有深遠意義。 機械制造技術水平是衡量一個國家現(xiàn)代化進展的指標之一，且是國民經(jīng)濟重要組成之一。隨著全球制造業(yè)領域的不斷進步，機械制造技術開啟新局面，然而我國的機械制造技術與國外相比，仍存在不小的差距。 機械加工工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，也是一個國家發(fā)展的重要經(jīng)濟來源。在機械零件的加工過程中，機械加工工藝是相當重要的一環(huán)。因為機械工藝對產(chǎn)品的質(zhì)量控制起著重要作用，直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率，以及價格的高低。所以作為一名機械設計者，應該具備以下基本要求：零件的結構設計基本合理；制定良好的加工工藝路線；在此基礎上盡可能優(yōu)化結構，降低成本，提高生產(chǎn)率。 隨著社會的發(fā)展，能源問題成為全球共同的話題，而石油作為不可再生能源，一直是各個國家最為關注的。世界各國在努力尋求解決石油緊缺問題的方法。其實石油問題的解決不外乎兩點，一是開發(fā)新能源，二是減少資源的浪費。如何解決石油的泄漏問題是本設計研究的關鍵。汽車中石油的泄漏主要體現(xiàn)在 33 填料箱蓋上。本設計的課題將就填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具的設計。 隨著科學技術的快速發(fā)展和市場競爭日益激烈,大量的財力和人力投入到了機械制造方面,但是其水平與發(fā)達國家有著較大的差距。存在著自主創(chuàng)新能力低下、污染處理不力、資源利用力較低等問題。對于這些問題就應當對機械制造工藝引起重視,加大資源投入和資金投入。 機械制造的核心技術是機械制造工藝,機械制造工藝目前在我國還處于發(fā)展階段,在機械制造過程中已經(jīng)有先進的 工藝得到應用。此外,隨著電子計算機技術的發(fā)展,自動制造單元及系統(tǒng)、數(shù)控機床、加工中心等自動控制技術被應用到機械制造中。文章主要針對機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析,并且對未來發(fā)展的趨勢進行了闡述[7]。 隨著經(jīng)濟技術的發(fā)展，當前我國的機械制造業(yè)雖逐步攻克關鍵技術，然而與工業(yè)化程度較高的發(fā)達國家相比而言，我國仍存在不少的差距，在許多領域需依賴于進口來完成對產(chǎn)品的加工制造，主要發(fā)展情況如下所述。機械制造行業(yè)自古以來便在一個國家的經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，無論是以農(nóng)業(yè)為主或是工業(yè)集成化發(fā)展的時期，其都扮演者至關重要的角色。尤其是近現(xiàn)代，由于工業(yè)發(fā)展規(guī)模在不斷擴大，對機械制造的需求也在遞增，因而把機械制造行業(yè)水平視為衡量一個國家綜合實力的標志之一，全球國家也把機械制造業(yè)作為振興民族，提升國際影響力的戰(zhàn)略政策。 當今國內(nèi)的工業(yè)社會，處于發(fā)展階段，制造工業(yè)占主導地位。而在實際生產(chǎn)中產(chǎn)品的加工路線的確定對企業(yè)的生存有著至關重要的影響。人類的生活無不與機械相關，現(xiàn)代社會的每一個人都隨時隨地的享受機械所帶來的恩惠。機械制造始終是人類物質(zhì)生產(chǎn)的基礎，這已是一個不爭的事實。一個國家生產(chǎn)技術水平的高低，可以說機械制造業(yè)發(fā)展的歷史是人類技術進步的事實寫照。然而，機械制造業(yè)的發(fā)展要靠機械裝備的發(fā)展來推動。 機械制造加工是把原材料半成品轉化為成品的生產(chǎn)過程，包括產(chǎn)品圖紙設計生產(chǎn)組織準備和技術準備原材料購買標準件統(tǒng)籌毛坯制造零件機械加工與熱處理裝配等一系列工序，在所有生產(chǎn)流程中占據(jù)最重要地位的是工藝，它包括鍛壓鑄造沖壓焊接機械加工熱處理裝配和試驗等，在加工過程中，所有加工條件和加工方法都是有區(qū)別的，零部件的制作工藝也是多種多樣的[3]。 機械制造設備的問世需經(jīng)歷設計、研發(fā)、制造等過程，若提升機械產(chǎn)品的總體質(zhì)量，需熟知機械制造的特點，進而規(guī)范化地設計以及生產(chǎn)制造機械設備。 機械制造技術并非僅局限于機械加工制造自身，其產(chǎn)品面向市場使用涵蓋對其進行市場調(diào)研評估使用價值、產(chǎn)品的研發(fā)及結構設計、加工生產(chǎn)、市場銷售到售后維護等方面，并基于此形成一個體系。機械制造最終追求的是產(chǎn)品投 放到市場后的應用情況，以提升制造企業(yè)在行業(yè)間的競爭力并推動國家的經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟和社會效益的雙贏作用。 機械制造技術是國民經(jīng)濟的重要支撐，也是提升國家在國際上的競爭力的重要指標。由于我國目前處于工業(yè)發(fā)展繁榮時期，對機械產(chǎn)品的需求在不斷加大，然而制造技術的落后則限制了產(chǎn)品的輸出。我們需意識到我國機械制造業(yè)的不足之處，并吸收國外先進制造技術，取長補短，提升我國機械制造水平，并掌握其發(fā)展趨勢，盡快向國際制造技術水平靠攏，提高我國的綜合國力，并拓展在國際市場上的應用。 機械制造業(yè)作為國民經(jīng)濟的裝備工業(yè)，具有涵蓋范圍廣，產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度高；需求彈性大，對經(jīng)濟發(fā)展比較敏感；對經(jīng)濟增長拉動作用強，對國家積累和社會就業(yè)貢獻大；投入資本規(guī)模較大，回收年限較長；產(chǎn)業(yè)集聚現(xiàn)象明顯；許多細分行業(yè)技術壁壘較強，進入和退出市場難度較大等特點。機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟賴以發(fā)展的基礎，是其他經(jīng)濟部門的生產(chǎn)手段，是科學技術物化的基礎，是高新技術產(chǎn)業(yè)化的載體，是關系國家、民族長遠利益的基礎性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。它的發(fā)展水平是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)化水平與經(jīng)濟總體實力的標志，既決定著國家經(jīng)濟實力、國防實力、綜合國力和在全球經(jīng)濟中的競爭與合作能力，也決定著中國這樣的發(fā)展中大國實現(xiàn)工業(yè)化、現(xiàn)代化和民族復興的進程。探索我國機械制造業(yè)的發(fā)展對策，對我國制定區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展政策和實施產(chǎn)業(yè)扶持政策具有深遠意義[5]。 機械制造業(yè)作為高新技術的載體，在很大程度上促進了高新技術的發(fā)展。近年來，機械制造技術的專業(yè)化不僅創(chuàng)造了更高的生產(chǎn)效率和更先進的生產(chǎn)方式，而且先進的制造技術正系統(tǒng)地全方位地改造升級著傳統(tǒng)的機械制造技術。當今世界，機械制造的專業(yè)化程度己經(jīng)成為衡量一個國家綜合經(jīng)濟實力和科技競爭力水平的重要標志，成為一個國家在國際市場激烈競爭的大環(huán)境下取得最后勝利的一大利器。我國是一個發(fā)展中國家，在社會發(fā)展的工業(yè)化進程中，必須要有強大的機械制造業(yè)作為支撐。我國在加入世貿(mào)組織后如何把握世界制造業(yè)新一輪戰(zhàn)略性轉移的大好時機，有重點、有選擇地引進和吸收，把國外的高端技術和巨額資本和我國機械制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結構升級進行有機地結合，充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實現(xiàn)機械制造業(yè)的跨越式發(fā)展，這已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中首當其沖的一個重大問題。目前世界各國都在經(jīng)歷全球經(jīng)濟一體化和新技術革命，我們必須作出適合中國國情的中長期戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，更全面地實施“請進來”和“走出去”的戰(zhàn)略，積極參與全球經(jīng)濟的競爭與合作，以此來提高中國機械制造業(yè)在國際上的競爭力。 本設計主要經(jīng)過了兩個階段。第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段分析零件的工藝性，查閱有關手冊，選擇加工余量、確定毛坯的類型、形狀、大小等。又根據(jù)毛坯圖和零件圖構想出兩種工藝方案，比較確定其中較合理的方案來編制工藝。其中運用了基準選擇、切削用量選擇計算等方面的知識。還結合了我們生產(chǎn)實習中所看到的實際情況選定設備，填寫了工藝文件。 箱體類零件是機器和部件的基礎零件，它把機器和部件中的所有零件連接成一個整體，并使機器和部件中的零件相互保持正確位置，完成必需的運動。因此， 箱體零件的加工質(zhì)量直接影響著機器的性能、精度和壽命。箱體類零件結構一般比較復雜，箱壁薄，表面和孔比較多。但箱體零件主要加工的對象是一些平面和孔。對于平面大多采用銑削和磨削, 對于軸承孔多采用鏜削, 對于連接孔多采用鉆、擴、鉸等。另外，在箱體類零件加工安排時, 工藝順序一般為先面后孔，先粗后精，并在各個工序間安排時效處理，通過對箱體零件的研究，自動編程能夠優(yōu)化箱體零件加工工藝，提高箱體零件質(zhì)量，縮短了加工時間，減少了工人的勞動強度，提高企業(yè)生產(chǎn)效率就是本次研究的目的。 箱體類零件的主要結構特點：形狀較復雜；體積較大；壁薄比較容易變形；孔和平面的精度要求較高?？偠灾?，箱體類零件在整個機械制造業(yè)當中占有相當重要的地位，它的精度高低直接影響到機器性能的好壞。因此討論研究箱體零件的加工工藝和自動編程是很有現(xiàn)實意義[4]。 當前我國在發(fā)展社會主義市場經(jīng)濟、調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構的首要任務就是振興機械制造業(yè)，大力發(fā)展機械制造業(yè)，是增加有效供給，調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，促進總供求達到更高水平的均衡的前提，是提高我國綜合經(jīng)濟國際競爭力的有效途徑。 當代機械制造業(yè)主要采用單件生產(chǎn)多品種小批量和重復大批量生產(chǎn)等多種方式由于市場需求變化，設備資源也隨之變化產(chǎn)品中各部件制造周期不一性和產(chǎn)品工藝路線的不確定性，造成管理對象動態(tài)多變，生產(chǎn)管理工作十分復雜，需要從每一產(chǎn)品的交貨期倒推，周密安排各部件零件毛坯的投入產(chǎn)出數(shù)量和時間。 世界經(jīng)濟發(fā)展的趨勢表明：機械工業(yè)的發(fā)展速度規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量水平?jīng)Q定一個國家工業(yè)發(fā)展的水平，是國民經(jīng)濟各部門的技術基礎，是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的基石機械制造工業(yè)的規(guī)模和水平是衡量一個國家科學技術水平與經(jīng)濟實力的重要標志發(fā)展制造要有創(chuàng)新的精神要有民族精神，我們應該為祖國的制造事業(yè)不斷努力，目前我國正處于經(jīng)濟不斷發(fā)展的好時機，而我們在制造技術方面還很薄弱，因此，我們必須學習更多的先進制造技術來提高企業(yè)的制造水平，這樣才能在日趨激烈的全球化市場上站穩(wěn)腳步，才能拉近與發(fā)達國家的差距，才能讓我們的祖國更加繁榮富強。 機械制造是一門歷史悠久的學科，在人類文明的發(fā)展進程中占據(jù)了重要地位而機械制造工藝是專門研究產(chǎn)品設計生產(chǎn)加工制造銷售使用維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科隨著社會的發(fā)展，人類在進入21 世紀后對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了極大的變化，品種多樣更新快捷使用方便物美價廉成為產(chǎn)品必須具備的品質(zhì)，如果產(chǎn)品還包含自動化程序，則進一步要求售后服務必須到位綜上所述，為適應時代要求，必須采用現(xiàn)代機械制造技術。 2 零件的分析 2.1零件的作用 零件的制造工藝方法大致可以分為材料成形法，材料去除法以及材料累加法。根據(jù)零件的特性以及從經(jīng)濟性的角度分析，經(jīng)過一系列的性能比較，HT200是相對適合的材料，毛壞的成型方法為鑄造。 題目所給定的零件填料箱蓋三維圖如圖2.1所示，其主要作用是保證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料箱的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不使泵內(nèi)的水流不到外面來也可阻止外面的空氣進入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空。當泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻。保持水泵的正常運行。 圖2.1 填料箱蓋三維圖 ） 2 .2零件的工藝分析 填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求： （1）以75H5（）軸為中心的加工表面。 包括：尺寸為65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6，尺寸為90的與75H5（）相接的肩面，尺寸為100f8()與75H5（）同軸度為0.025的面，尺寸為50H8()與75H5（）同軸度為0.025的孔。 （2）以50H8()孔為中心的加工表面。 尺寸為78與50H8()垂直度為0.012的孔底面，表面粗糙度為0.4，須研磨。 （3）以50H8()孔為中心均勻分布的12孔，6-13.5，4-M10-6H深20孔深24及2-M10-6H。 （4）其它未注表面的粗糙度要求為6.3，粗加工可滿足要求。 3 工藝規(guī)程設計 3.1毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本，保證零件工作的可靠，采用鑄造。由于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應該的。 3.2基準面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 3.2.1粗基準的選擇 粗基準選擇原則；以不加工的表面作為粗基準；選擇要求加工余量均勻的表面作為粗基準；選擇余量最小的表面作為粗基準；選擇平整、光潔、尺寸足夠大的表面作為粗基準；粗基準應盡量避免重復使用。 3.2.2精基準的選擇 選擇精基準時應重點考慮如何降低工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結構簡單，工件裝夾方便。 按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法： 當中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。采用錐堵或錐套心軸。 精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找正。 3.2.3切削用量的確定 切削用量是切削加工時可以控制的參數(shù)，具體是指切削速度、 進給量和背吃刀量三個參數(shù)；確定方法是先確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)切削用量手冊確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號。 選擇切削用量主要應根據(jù)工件的材料、精度要求以及刀具的材料、機床的功率和剛度等情況，在保證工序質(zhì)量的前提下，充分利用刀具的切削性能和機床的功率、轉矩等特性，獲得高生產(chǎn)率和低加工成本。從刀具耐用度出發(fā)，首先應選定背吃刀量，其次選定進給量，最后選定切削速度。粗加工時，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡量能保證較高的金屬切除率，以提高生產(chǎn)率；精加工時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量小且均勻。因此選擇切削用量是應著重保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)率。 a.背吃刀量的選擇 在工藝系統(tǒng)剛度和機床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)。當零件精度要求較高時，則應考慮留出精車余量，其所留的精車余量一般比普通車削時所留余量小，常取0.1～0.5㎜。當遇到斷續(xù)切削、加工余量太大或不均勻時，則應考慮多次走刀，而此時的背吃刀量應一次遞減，即ap1＞ap2＞ap3。 精加工時，應根據(jù)粗加工留下的余量確定背吃刀量，使精加工余量小而均勻。 b. 進給量的選擇 粗加工時對表面粗糙度要求不高，在工藝系統(tǒng)剛度和強度好的情況下，可以選用大一些的進給量；精加工時，應主要考慮工件表面粗糙度要求，在一般表面粗糙度數(shù)值越小，進給量也要相應減小。 c. 切削速度的選擇 切削速度主要應根據(jù)工件和刀具的材料來確定。粗加工時，主要受刀具壽命和機床功率的限制。如超出了機床許用功率，則應適當降低切削速度；精加工時，和的選用得都較小，在保證合理刀具壽命的情況下，切削速度應選取的盡可能高，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時滿足生產(chǎn)率的要求。 切削用量選定后，應根據(jù)已選定的機床，將進給量和切削速度修定成機床所具有的進給量和轉速，并計算出實際的切削速度。工序卡上填寫的切削用量應是修定后的進給量、轉速及實際切削速度。轉速 的計算公式如下： 式中刀具（或工件）直徑； 切削速度。 3.3制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1工藝線路方案一 工序10 銑削左右兩端面。 工序20 粗車75，90，75，165，100外圓及倒角。 工序30 擴32孔，锪47孔。 工序40 鉆6-13.5孔，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。 工序50 精車75外圓及與90相接的端面。 工序60 粗、精、細鏜50H8（孔。 工序70 銑50孔底面。 工序80 磨50孔底面。 工序90 鏜50孔底面溝槽。 工序100 研磨50孔底面。 工序110 銑75端面。 工序120 去毛刺，終檢。 3.3.2工藝路線方案二 工序10 車削左右兩端面。 工序20 粗車75，90，75，165，100外圓及倒角。 工序30 擴32孔，锪47孔。 工序40 精車75外圓及與90相接的端面。 工序50 粗、精、細鏜50H8（孔。 工序60 銑50孔底面。 工序70 磨50孔底面。 工序80 鏜50孔底面溝槽。 工序90 研磨50孔底面。 工序100 銑75端面。 工序110 鉆6-13.5孔，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。 工序120 去毛刺，終檢。 3.3.3工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圓面和50H8（孔。方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。 但是仔細考慮，在線路二中，工序Ⅳ精車75外圓及與90相接的端面。 然后工序100鉆6-13.5孔，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。 這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下： 工序10 車削左右兩端面。 工序20 粗車75，90，75，165，100外圓及倒角。 工序30 擴32孔，锪47孔。 工序40 鉆6-13.5孔，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24的孔及攻 螺紋。 工序50 精車75外圓及與90相接的端面。 工序60 粗、精、細鏜50H8（孔。 工序70 銑50孔底面。 工序80 磨50孔底面。 工序90 鏜50孔底面溝槽。 工序100 研磨50孔底面。 工序110 銑75端面。 工序120 去毛刺，終檢。 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “填料箱蓋”零件材料為HT200，硬度為HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機器造型鑄造毛坯。 根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1）外圓表面(75、90、75、100、91、165)考慮到尺寸較多且相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結構取為94、104、170的階梯軸式結構，除75以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um，只要粗車就可滿足加工要求，以165為例，2Z=5mm已能滿足加工要求。 （2）外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。鑄件輪廓尺寸(長度方向）>100~170mm，故長度方向偏差為 mm，其余量值規(guī)定為3.0~3.5 mm。現(xiàn)取3.0 mm。 （3）32、47內(nèi)孔。兩內(nèi)孔尺寸無精度要求，R為6.3，鉆擴即可滿足要求。 （4）內(nèi)孔50H8()。要求以外圓面75H5（）定位，鑄出毛坯孔30。 粗鏜49.9 2Z=4.5 精鏜49.9 2Z=0.4 細鏜50H8() 2Z=0.1 （5）50H8()孔底面加工。 按照[4] 1）研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010 2）磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3 3）銑削余量 Z=3.0-0.3-0.01=2.69 （6）底面溝槽，采用鏜削，經(jīng)過底面研磨后鏜可保證其精度。Z=0.5。 （7）6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。 1）6—孔可一次性直接鉆出。 2）攻螺紋前用麻花鉆直徑為8.5的孔。 鉆孔8.5，攻螺紋M10。 3.5確定切削用量及基本工時 工序10：車削端面、外圓 本工序采用計算法確定切削用量、加工條件。 工件材料：HT200，鑄造。 加工要求：粗車75、165端面及75、90、75、100、165外圓，表面粗糙度值R為6.3。 機床：C620—1臥式車床。 刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm，k=90°，r=15°=12 r=0.5mm。 計算切削用量： (1) 粗車75、165兩端面 確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm，分兩次加工，a=2mm。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進給量f[4]當?shù)稐U16mmX25mm， a<=2mm時，以及工件直徑為170mm時。 f=0.5~0.7mm/r 按C620—1車床說明書取f=0.5 mm/r計算切削速度 ，切削速度的 計算公式為 V=(m/min) (3.1) 式中， =1.58，=0.15， y=0.4，m=0.2。修正系數(shù)k即 k=1.44， k=0.8， k=1.04， k=0.81， k=0.97 所以 V= =66.7(m/min) 確定機床主軸轉速 n===226(r/min) 按機床說明書與226r/min相近的機床 轉速有200r/min及230r/min?，F(xiàn)選取230r/min。如果選200m/min，則速度損失較大，所以實際切削速度 V=80m/min。 計算切削工時，取 L==47mm，L=3mm，L=0mm，L=0mm t==0.33(min)[4] (2) 粗車170端面 確定機床主軸轉速: n===125(r/min) 按機床說明書與125r/min相近的機床 轉速有120r/min及150r/min?，F(xiàn)選取150r/min。如果選120m/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 V=75.4m/min。 計算切削工時，取 L==85mm，L=3mm，L=0mm，L=0mm t==1.17min) （3）粗車170與104連接之端面 L=28mm，L=3mm，L=0mm，L=0mm t==0.82(min) 工序20：粗車75，90，75，100外圓以及槽和倒角 (1) 切削深度：先94車至90以及104車至100 切削速度： V=(m/min) = =66.7(m/min) 確定機床主軸轉速： n===204(r/min) 按機床選取n=230 r/min。所以實際切削速度 V===75.1 m/min 檢驗機床功率: 主切削力 F=CFafvk （3.2） 式中：CF=900，x=1.0 ，y=0.75 ，n=-0.15 k=( k=0.73 所以 F=900 切削時消耗功率 P= C630-1機床說明書可知，C630-1主電動機功率為7.8KW，當主軸轉速為230r/min時，主軸傳遞的最大功率為2.4KW，所以機床功率足夠，可以正常加工。 檢驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力F=598N，徑向切削力F F=CFafVk （3.3） 式中：CF=530，x=0.9，y=0.75，n=0 k=( k=0.5 所以 F=530 而軸向切削力 F=CFafvk 式中：CF=450，x=1.0，y=0.4，n=0 k=( （3.4） k=1.17 軸向切削力 F=450 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1，則切削力在縱向進給機構可承受的最大縱向力為3550N，故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 切削工時： t= 式中： L=105mm，L=4mm，L=0 所以 t= （2）粗車75外圓 實際切削速度 V== 計算切削工時： 取L=17mm，L=3mm，L=0mm t= （3）粗車75外圓 取n=305r/min 實際切削速度 V== 計算切削工時： 取L=83mm，L=3mm，L=0mm t= （4）粗車100外圓 取n=305r/min 實際切削速度 V== 計算切削工時： 取L=15mm，L=3mm，L=0mm t= （5）車槽采用切槽刀，r=0.2mm 取f=0.25mm/r，n=305r/min 計算切削工時： 取L=7.5mm，L=3mm，L=0mm t= 工序30：鉆擴mm、及锪孔，轉塔機床C365L （1）鉆孔 取f=0.41mm/r，r=12.25m/min 按機床選?。? =136r/min所以實際切削速度 切削工時計算： 取，=10mm，=4mm = （2）鉆孔 根據(jù)相關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關系為 f=（1.2~1.3） v=（） 公式中、為加工實心孔時的切削用量 得=0.56mm/r =19.25m/min 并令：f=1.35 =0.76mm/r 按機床取f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min 按照機床選取 所以實際切削速度： 切削工時計算： 取，， = （3）锪圓柱式沉頭孔47 mm 根據(jù)相關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3，故 f= 按機床取f=0.21mm/r r= 按機床選取： 所以實際切削速度為： 切削工時計算： 取，， = 工序40：鉆6—13.5，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24 （1）鉆6-13.5 f=0.35mm/r V=17mm/min 所以 n==401(r/min) 按機床選取： 所以實際切削速度為： 切削工時： 取，，則： = t=6t=60.157=0.942min （2）鉆2底孔8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以min 按機床選取 實際切削速度 切削工時： 取，，則： = （3）4深20，孔深24，底孔8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 min 按機床選取 實際切削速度 切削工時： 取，， 則： = （4）攻螺紋孔2 r=0.2m/s=12m/min 所以 按機床選取 則實際切削速度 計算工時： 取，，則： = （5）攻螺紋4-M10-6H r=0.2m/s=12m/min 所以 按機床選取 則實際切削速度 計算工時： 取，，則： = 工序50：精車75mm的外圓及與90mm相接的端面 車床：C616 （1）精車端面 Z=0.4mm 計算切削速度，切削速度的計算公式為（壽命選T=90min） 按機床說明書[4]與909.4r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。 所以實際切削速度 計算切削工時 ， 則： = （2）精車外圓 Z=0.3 f=0.1mm/r 式中， ， ， m=0.15 所以實際切削速度 計算切削工時： 取，，則： = （3）精車外圓100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r 取 實際切削速度 計算切削工時： 取，，則： = 工序60：精、粗、細鏜mm孔 （1）粗鏜孔至mm 2Z=4.5mm則 Z=2.25mm 查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉數(shù)為無級調(diào)數(shù)，故以上轉數(shù)可以作為加工時使用的轉數(shù)。 取，，則： = （2）精鏜孔至49.9mm 2Z=0.4mm， Z=0.2mm f=0.1mm/r v=80m/min 計算切削工時： 取，，則： = （3）細鏜孔至mm 由于細鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。 f=0.1mm/r =425r/min V=80m/min 工序70：銑孔底面 銑床：X63 銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4 切削速度：參照有關手冊，確定v=15m/min =477.7r/min 采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書 取 =475r/min 故實際切削速度為： 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 查機床說明書，剛好有故直接選用該值。 計算切削工時 L=（60mm-30mm）=30mm 倒角1x45°采用90°锪鉆。 工序80：磨孔底面 （1）選擇磨床： 選用MD1158（內(nèi)圓磨床） （2）選擇砂輪： 結果為A36KV6P 20x6x8mm （3）切削用量的選擇： 砂輪轉速 ，m/s 軸向進給量 徑向進給量 （4）切削工時計算： 當加工一個表面時 式中 L：加工長度 L=30mm b：加工寬度 b=30mm ：單位加工余量 =0.2mm K：系數(shù) K=1.1 r：工作臺移動速度（m/min） ：工作臺往返一次砂輪軸向進給量 ：工作臺往返一次砂輪徑向進給量 則 工序90：鏜50mm孔底溝槽 內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm。 工序100：研磨50mm孔底面 采用手工研具進行手工研磨：Z=0.01mm。 工序110：銑75端面 機床：X53K系列 銑刀：選用立銑刀 d=80mm L=115mm 齒數(shù)Z=4 切削速度：參照有關手冊，確定v=15m/min r/min 采用X53K立式銑床，根據(jù)機床使用說明書 取 =400r/min 故實際切削速度為： 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 查機床說明書，確定故直接選用該值。 4 填料箱蓋零件典型夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過各方面的比較，決定設計第4道工序——鉆12孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于Z3025搖臂鉆床，刀具為麻花鉆。 4.1問題的指出 本夾具主要用來鉆12孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 4.2夾具設計 4.2.1定位基準的選擇 由零件圖可知，12孔中，6—13.5在圓周上均勻分布，2—M10，4—M10也為對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，只能以75外圓面作為定位基準。 為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對6—13.5孔進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用氣動夾緊。 4.2.2切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為13.5。 則軸向力： F=Cdfk （4.1） 式中：C=420， Z=1.0， y=0.8， f=0.35 k=( F=420 轉矩 T=Cdfk 式中：C=0.206， Z=2.0， y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5； K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1； K—刀具鈍化系數(shù)，1.1； K—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1； 則F=KF=1.5 氣缸選用。當壓縮空氣單位壓力P=0.6MP，夾緊拉桿。 N= N>F 鉆削時 T=17.34 切向方向所受力： F= 取 F=4416 F> F 所以，鉆削時工件不會轉動，故本夾具可安全工作。 4.3定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。 4.4夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應首先著眼于機動夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。因此，應設法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5M增至0.6 M）以增加氣缸推力。結果，本夾具結構比較緊湊。 5 填料箱蓋零件專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。決定設計工序Ⅺ：銑75孔端面的夾具。本夾具將用于組合機床，對工件進行銑加工，刀具為鑲齒三面刃銑刀。 5.1問題的提出 本夾具主要用來銑75孔端面，此平面的形位公差和表面要求均較高，無特殊要求，且加工此平面時軸的外端面及孔的內(nèi)表面都已加工出來，可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序，在保證提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度的同時可以設計選用比較簡單的夾具。 5.2夾具設計 5.2.1定位基準的選擇 由零件圖可知，待加工平面設計基準為孔的中心線。本設計選用以孔的內(nèi)表面和的底端面為主要定位基面，另選用的上端面作為輔助定位基準。為了降低生產(chǎn)成本，本設計選擇采用螺紋夾緊的方式。 5.2.2切削力及夾緊力計算 刀具：鑲齒三面刃銑刀 d=mm 銑削扭矩 M 切向力 切削功率 Pm=2πM·n·10(kw) 式中：C=558.6 x=1 y=0.8 d=80 k=0.9 f=0.13 n=1450 所以當銑距中心軸線24mm和34mm面時有： =19.65 因為是對銑加工，故： 如上所述，本設計采用螺旋夾緊機構，即由螺桿、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機構。 螺旋夾緊機構結構簡單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長,升角又小，所以螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動夾緊中用得最多的一種夾緊機構。 根據(jù)夾緊狀態(tài)下螺桿的受力情況和力矩平衡條件 FL= F= 式中: F——夾緊力(N) F——作用力(N) L——作用力臂(mm) d——螺桿直徑 α——螺紋升角 ——螺紋處摩擦角 ——螺桿端部與工件間的摩擦角 ——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑(mm) 所以有 F== ==3075.73N 顯然 F=3075.73N>982.7N=F.故本夾具可安全工作。 5.2.3定位誤差分析 夾具的主要定位元件為支撐板和定位銷。支撐板尺寸與公差都是選取的標準件，其公差由標準件決定，并且在夾具裝配后的技術要求統(tǒng)一磨削加工，支撐板的定位表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；定位銷選取標準件，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾具體底面的垂直度誤差不超過0.01。 夾具的主要定位元件為短定位銷限制了兩個自由度,另一端面限制三個自由度,繞銑刀軸線旋轉方向的自由度無須限制。因零件對形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用標準件，故定位誤差在此可忽略。 5.2.4夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。但由于本夾具是應用于組合機床上，兩銑刀同時工作的對銑加工，夾具尺寸不能很大，如果采用機動夾緊，夾具勢必過于復雜和龐大，本夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡單、經(jīng)濟、實用, 減輕工人勞動強度，采用螺旋夾緊機構,操作非常簡單,先擰松夾緊螺母,稍旋轉彎頭壓板，將工件放置在夾具支撐板上，由定位銷定位,再將壓板旋轉復位，擰緊螺母達到夾緊要求即進行銑削加工.本工序采用的是專用的組合機床，高速鋼鑲齒三面刃銑刀來銑側端面，因而不需要很大的夾緊力，而且可以采用長柄扳手，只需擰松兩個夾緊螺母即可，因而工人的勞動強度不大。 6 結論 本設計主要經(jīng)過了兩個階段。第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段分析零件的工藝性，查閱有關手冊，選擇加工余量、確定毛坯的類型、形狀、大小等。又根據(jù)毛坯圖和零件圖構想出兩種工藝方案，比較確定其中較合理的方案來編制工藝。其中運用了基準選擇、切削用量選擇計算等方面的知識。還結合了我們生產(chǎn)實習中所看到的實際情況選定設備，填寫了工藝文件。夾具設計階段，運用工件定位、夾緊及零件結構設計等方面的知識。通過設計夾具歸納出夾具工作原理的要點如下： (1) 使工件在夾具中占有正確的加工位置。這是通過工件各定位面與夾具的相應定位元件（定位元件上起定位作用的表面）接觸、配合或對準來實現(xiàn)的。 (2) 夾具對于機床應先保證定位元件的定位工作面對夾具與機床相連接的表面之間的相對準確位置，這就保證了夾具定位工作面相對機床切削運動形成表面的準確幾何位置，也就達到了工件加工表面對定位基準的相互位置精度要求。 (3) 使刀具相對有關的定位元件的定位工作面調(diào)整到準確位置，這就保證了刀具在工件上加工出的表面對工件定位基準的位置尺寸。 參考文獻 [1] 孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].第2版.冶金工業(yè)出版社.2002 [2] 肖繼德.機床夾具設計[S].第2版.機械工業(yè)出版社.2004. 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