車床轉盤零件機械加工工藝規(guī)程及銑夾具設計[銑車床轉盤上平面] 長234

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Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes. 緒 論 畢業(yè)實踐工作對于每一位即將畢業(yè)的畢業(yè)生來說都是非常重要的，它對我們以后走上工作崗位很有幫助。對于我們機電專業(yè)來說，在以后的工作中經常要做關于夾具的設計工作，在這里，我以連桿零件為例，對它的工藝過程和夾具進行設計。做畢業(yè)設計可以把以前所學的知識加以綜合運用，起到鞏固學到的知識的作用，從而提高分析，解決問題的能力。因此，認真的完成畢業(yè)設計是很有必要的。 機械制造工藝規(guī)程的制定需選擇機械加工余量，機械加工余量的大小，不僅影響機械零件的毛坯尺寸，而且也影響工藝裝備的尺寸，設備的調整，材料的消耗，切削用量的選擇，加工工時的多少。因此，正確的確定機械加工余量，對于節(jié)約金屬材料，降低刀具損耗，減少工時，從而降低產品制造成本，保證加工質量具有十分重要的意義。 在這次設計過程中，廣泛的收集各種資料及標準，課程設計中另一個重要的設計為專用夾具的設計。專用夾具的設計是為了特殊加工工序的技術要求的加工。 夾具是機械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。 各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。 一、 機床夾具在機械加工中的作用 對工件進行加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，首先要將工件裝夾好。 工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。 采用第一種方法夾工件時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用于小批生產。批量較大時，大都用夾具裝夾工件。 用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點： （1） 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 （2） 能提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時，提高勞動生產率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高生產率。 （3） 能擴大機床的使用范圍 （4）能降低成本 在批量生產中使用夾具后，由于勞動生產率的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產成本。夾具制造成本分攤在一批工件上，每個工件增加的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經濟效益就愈顯著。 二、 機床夾具的分類 機床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用的分類方法有以下幾種。 1. 按夾具的使用特點分類 （1） 通用夾具 已經標準化的，可加工一定范圍內不同工件的夾具，稱為通用夾具，如三爪定心卡盤、機床用平口虎鉗、萬能分度頭、磁力工作臺等。這些夾具已作為機床附件的專門工廠制造供應，只需選購即可。 （2）專用夾具 專門為某一工件的某道工序設計制造的夾具，稱為專用夾具。專用夾具一般在批量生產中使用。 （3）可調夾具 夾具的某些元件可調整或可更換，以適應多種工件加工的夾具，稱為可調夾具。它還分為通用可調夾具和成組夾具兩類。 （4）組合夾具 采用標準的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。 （5）拼裝夾具 用專門的標準化、系列化的拼裝夾具而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點，但比組合夾具精度高、效能高、結構緊湊。它的基礎板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。。此類夾具更適合在數控機床上使用。 2.　按使用機床分類 夾具按使用機床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數控機床夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其它機床夾具等。 3.　按夾緊的動力源分類 夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。 三、 機床夾具的組成 機床夾具的種類和結構雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個部分。 1. 定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據正確的位置。 2. 夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用是不離開已經占據的正確位置。 3. 對刀或導向裝置 對刀或導向裝置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。 4. 連接元件 連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。 5. 夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件。 6. 其它裝置或元件 它們是指夾具中因特殊需要而設置的裝置或元件。如需加工按一定規(guī)律分 布的多個表面時，常設置分度裝置；為能方便、準確地定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。 四、 本設計的任務 本設計的任務是：設計零件的工藝規(guī)程以及對典型夾具進行結構分析與精度分析；通過本課程的設計使學生具有一定的設計專用夾具的能力和分析生產中與夾具有關的技術問題的能力。 第一章 車床轉盤零件機械加工工藝規(guī)程的編制 第一節(jié) 計算生產綱領，確定生產類型 一、計算生產綱領，確定生產類型 生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。 零件生產綱領可按下式計算。 N=Qn（1+a%）（1+b%） 根據教材中生產綱領與生產類型及產品大小和復雜程度的關系，確定其生產類型。 如某產品上的一個連桿零件。該產品年產量為5000臺。設其備品率為25%，機械加工廢品率為0.2%，每臺產品中該零件的數量為1件，現(xiàn)制定該連桿零件的機械加工工藝規(guī)程。 N=Qn（1+a%）（1+b%） =5000*1*（1+25%）（1+0.2%） =6262.5 件/年 車床轉盤零件的年產量為6262.5件，現(xiàn)已知該產品屬于輕型機械，根據生產類型與生產綱領的關系查閱參考文獻 ，確定其生產類型為大量生產。 車床轉盤零件工件圖 大量生產的工藝特征： （1） 零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數裝配精度較高處，采用分組裝配法和調整法。 （2） 毛坯的制造方法和加工余：廣泛采用金屬模機器造型，鑄或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。 （3） 機床設備及其布置形式：廣泛采用商效專用機床及自動機床，按流水線和自動排列設備。 （4） 工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復合刀具，專用量具或自動檢驗裝置，靠調整法達到精度要求。 （5） 對工人的技術要求：對調整工的技術水平要求高，對操作工的技術水平要求較低。 （6） 工藝文件：有工藝過程卡或工序卡，關鍵工序要調整卡和檢驗卡。 （7） 成本：較低。 （8） 生產率：高。 （9） 工人勞動條件：較好。 第二節(jié) 零件的分析 一、零件的分析 . 1 首先在對加工零件進行充分的工藝分析，確定鉆孔或擴孔、鉸孔的結構形式 2. 其次零件加工工藝路線或加工順序。根據零件圖、零件的制造材料、零件的質量要求確定主運動的啟動、停止、方向、變速；進給運動的速度大??；選擇刀具的參數及冷卻液開、關等輔助裝置的動作。 3. 根據零件的形狀和加工位置設計制造其專用夾具，適合于工件的大批量生產。 4. 零件的圖形、尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、材料、熱處理及其他技術要求要表示的清晰明了。 5. 要做到加工效率高、加工質量符合要求、加工費用低等要求。 基本尺寸 考慮材料力學性能：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度； 內外表面質量 題目所給的零件是普通車床上的轉盤零件，主要起調整角度作用。零件底平面外圓與機床連接，；上平面燕槽起導向作用，兩邊2-與機床連接，使轉盤轉動達到平穩(wěn)。 所以對韌性和強度耐磨度有一定的要求.如零件圖所示該零件主要加工表面及技術要求分析如下. 1.零件整體在未注尺寸公差為IT14級.這對一般的銑削加工都不難達到. 2.零件的形位公差要求也不高.它是GBIT1184-1996K級也較容易達到. 3.T1.T2.T3.T4.T5.T6表面 二、選擇毛坯及毛坯制造方法 根據零件材料確定毛坯為鑄件，根據其結構形狀、尺寸大小和材料性能毛坯的鑄造方法選用----低壓鑄造毛坯公差等級---IT8級 球墨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的球化劑（硅，鎂）使鑄鐵中石墨球化，由于碳以球狀存在于鑄件基體中，改善其對基體的割裂作用，球墨鑄鐵的抗拉強度，屈服強度，塑性，沖擊韌性大大提高，并且有耐磨，減震。工藝性能好，成本低等優(yōu)點因為零件要求無砂眼，所以在毛坯鑄造時要注意氣孔的產生氣孔原因： 1．空氣夾雜在熔湯中 2．氣體的來源：熔解時、在料管中、在模具中、離型劑 改善方法： 1．適當的慢速 2．檢查流道轉彎是否圓滑，截面積是否漸減 3．檢查逃氣道面積是否夠大，是否有被阻塞，位置是否位於最后充填的地方 4．檢查離型劑是否噴太多，模溫是否太低 5．使用真空． 第三節(jié) 工藝規(guī)程設計 一、定位基面的選擇 定位基面的選擇是擬定零件的機械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇得正確、合理與否，將直接影響工件的加工質量和生產率。 在選擇定位基面時，需要同時考慮以下三個問題： (1) 以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準，才能保證加工精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行? (2) 為加工上述精基面或統(tǒng)一基準，應采用哪一個表面作為粗基面? (3) 是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面? 精基面的選擇：根據精基面的選擇原則，選擇精基面時，首先應考慮基準重合的問題，即在可能的情況下，應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準。 在車床轉盤機械加工工藝過程中，大部分工序選用車床轉盤的一個指定的端面和孔作為主要基面，并用指定一側的外圓面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定；用孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。這樣就使各工序的定位基準統(tǒng)一起來，減少定位誤差。 再深入研究一下： （1） 根據零件圖，車床轉盤零件的大小孔有一端面在一個平面上，因此可以同時加工出來，但另一端面不在一個平面上，這對作為定位基準面來說是不利的。因此，在加工時需主意其定位方案的合理性。 （2） 孔內孔作為基面，所以小頭孔內孔表面的加工安排得比較早。 在小頭孔與大頭孔作為定位基面前的加工工序且鉆孔、擴孔、鉸孔，這些工序對于加工后的孔與孔的平行度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度，因此，在加工時應注意，選用合理的定位方案。 （3） 在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加工精度會有很大影響，因此第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。十字頭接頭加工就是如此。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身，以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。但是由于毛坯表面 不平整，剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后端面似乎平整了，一放松，工件又恢復變形，影響后續(xù)工序的定位精度。 二、車床轉盤零件表面加工方法的選擇 零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，還須考慮生產率和經濟性方面的要求，在選擇時，應根據各種加工方法的特點及其經濟加工精度和表面粗糙度，結合零件的特點和技術要求，慎重決定。 1.大部分外表面可達到要求. 其經濟精度IT12-14. 表面粗糙度Ra12.5-6.3.都可以達到零件設計要求. 2.孔Ф13 鉆→鉸 其經濟精度IT8-10 表面粗糙度Ra3.2-1.6 3.孔Ф30+0.033 Φ35+0.039其他公差為IT8級 其經濟精度IT11-13 表面 粗糙Ra12.5-6.3 有Ra≤12.5的粗糙度要求 4.在孔Φ13的內壁粗糙度要求為Ra≤1.6其它孔壁都在Ra≤6.3.Ф40的上偏差為0.039Ф30的上偏差為0.033公差等級都為IT8.所以對現(xiàn)代機加工不難. 零件各表面加工順序的確定 ①機械加工順序安排 根據機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排兩端面的加工，接著安排加工大小兩孔，再就是銑槽，再加工大小Φ30mm、Φ35mm的孔銑槽，最后鉆Φ13mm的孔。 ②熱處理工序的安排 由于毛坯為鑄件，在機械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應力，改善金屬組織，細化晶粒，改善切削性能。 ③輔助工序的安排。 檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結檢驗。 三、制定工藝路線 制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。 (1)選擇加工方法應以零件加工表面的技術條件為依據，主要是加工面的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度，并綜合考慮各個方面工藝因素的影響。一般是根據主要表面的技術條件先確定終加工方法，接著再確定一系列準備工序的加工方法，然后再確定其他次要表面的加工方法。 (2)在各表面加工方法選定以后，就需進一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大致順序，以定位基準面的加工為主線，妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。 (3)排加工路線圖表。 當生產批量不同時零件的工藝路線也會有較大的差別，先在列出零件大量生產時的工藝路線。見附表. 四、選擇加工設備及工藝裝備 (1)根據零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素，合理確定機床種類及規(guī)格。 (2)根據質量、效率和經濟性選擇夾具種類和數量。 (3)根據工件材料和切削用量以及生產率的要求，選擇刀具，應注意盡量選擇標準刀具。 (4)根據批量及加工精度選擇量具。 由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 ①選擇機床 A，工序10，20，30：是粗銑和半精銑。本零件外輪廓尺寸大。精度要求不是很高，選用X5025。 B，工序40，50，70：可以在立式鉆床上加工?？蛇x用Z5140立式鉆床。 ②選擇夾具 本車床轉盤零件除加工鉆2-Φ13mm孔設計專用夾具外，還有銑平面夾具也需要一套夾具，其他各工序使用通用夾具即可。 ③選擇刀具 A，零件要求槽深度為21mm。因此，所選銑刀：槽時，銑刀規(guī)格為d=16mm，D=50mm，L=2mm。 B，銑上下兩端面時，銑刀選A類可轉位面銑刀直徑為50mm。 C，鉆Φ30 mm的小頭端孔至尺寸Φ30H8 mm，選用錐柄麻花鉆，錐柄擴孔復合鉆，擴孔時倒角。選用錐柄機用絞刀。 D，鉆擴Φ35H11mm 的大端孔：選用錐柄擴孔復合鉆，擴孔時倒角。 E，鉆Φ13 mm的孔，選用錐柄麻花鉆。 ④選擇量具 本零件屬大量生產，一般均采用量具，選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量具的測量方法極限誤差選擇。 A，選擇加工孔用量具，可選內徑百分尺，選分度植為0.01mm。 B，選擇加工槽所用量具，選用分度植為0.02mm,測量范圍為0~150mm游標尺進行測量。 五、加工工序設計、工序尺寸及切削用量的計算 （1）用查表法確定工序余量。 （2）當無基準轉換時，工序尺寸及其公差的確定應首先明確工序的加工精度。 （3）當有基準轉換時的工序尺寸及其公差應由解算工藝尺寸鏈獲得。 （4）確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關。有基準轉換時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。 切削用量的選擇 單件小批生產時，一般可由操作工人自定，大批生產條件下，工藝規(guī)程必須給定切削用量的詳細數值，選擇的原則是確保質量的前提下具有較高的生產率和經濟性，具有選用可參考各類工藝人員手冊。 ⑴工序粗銑及半精銑Q面尺寸234mm兩端面 查有關手冊平面加工余量表，得半精加工余量Z為1 mm，已知端面總余量Z總為3 mm，故粗加工余量Z粗=（3-1）mm=2 mm。 如圖1.4（a）所示，半精銑右端面以左端面定位，工序尺寸為： 則粗精銑左端面工序尺寸 X粗238 mm, X精=234mm 則粗銑右端面工序尺寸 X粗為235mm,X精為234mm。 查教材表3－16平面加工方法，得粗銑加工公差等級為IT11~13，取IT11，其公差T精=0.13mm，所以X精=（112±0.065）mm。 加工端面的工步余量和工序尺寸及公差/mm 加工表面 工序邊余量/mm 工序尺寸及公差/mm 表面粗糙度/um 粗 半精 粗 半精 粗 半精 右端面 2 1 235±0.065 　234±0.037 6.3 3.2 左端面 2 1 238±0.095 237±0.026 6.3 3.2 上端面 2 1 48±0.065 46±0.026 6.3 3.2 下端面 2 1 45±0.095 44±0.026 6.3 3.2 查閱有關資料手冊，取粗銑的每齒進給量fz=0.2mm/z;半精銑的每轉進給量f=0.05mm/z,粗銑走刀1次，ap =2mm;半精銑走刀1次，ap=1mm。 取粗銑的主軸轉速為150r/min，取半精銑的主軸轉速為300r/min，又前面已選定銑刀直徑D為Φ50 mm，故相應的切削速度分別為： 粗加工 Vc=πDn粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min 半精加工 Vc=πDn粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/min ⑵工序鉆、擴、鉸通孔到Φ13H8 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸 深度 Φ30 鉆孔 1 IT11 Φ1 24 Φ30H8 擴孔 0.9（單邊） IT10（58μm） Φ26+0.058 24 Φ30H8 鉸孔 0.1（單邊） IT8（27μm） Φ30+0.027 24 Φ13H8的孔鉆、擴、鉸余量參考有關資料手冊Z擴=0.9mm，Z鉸=0.1 mm，由此可推算出Z鉆=（4/2-0.9-0.1）=1mm。 鉆、擴、鉸Φ26的孔到Φ30H8的加工余量 參考Z25140機床技術參數表，取鉆孔Φ13H8的進給量f=0.3 mm/ r，參考有關資料得鉆孔Φ13的v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min 按機床實際轉速取n=630 r /min，則實際切削速度為： Vc=∏d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min 查有關資料得： Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N） M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·m） 鉆Φ13 mm的孔Ff和M如下： Ff=9.81*42.7*12*0.30.8*1 N=1918.56 N M=9.81*0.021*122*0.30.8*1 N·m=11.32 N·m 擴孔Φ13 mm，參考有關資料，并參考機床實際進給量，取f=0.3 mm/ r， 參考有關資料，擴孔切削速度為鉆孔是的1/2-1/3，故取擴孔時=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。 由此算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min 按機床實際轉速取n=300 r /min。 參考有關資料，取鉸孔的切削速度為Vc=0.3 m/s=18 m/min。 由此算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min 按機床實際轉速取為n=400 r /min。則實際切削速度為： Vc=∏d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min 工序鉆、擴大頭端Φ35H11 mm的孔 Φ40H11 mm的孔，擴余量參考有關手冊取Z擴=0.9 mm。 由此可算出Z鉆=（40/2-0.9）=19.1 mm 鉆、擴、大頭端Φ40H11 mm的孔的加工余量表 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸 Φ35H11 鉆孔 14.1 — Φ33.2 Φ35H11 擴孔 0.9（單邊） H11 Φ35+0.13 參考Z25140機床技術參數表，取鉆孔Φ35H11 mm的進給量取f=0.4 mm/ r。 參考有關資料，得鉆孔Φ33.2 mm的切削速度Vc=0.445m/s=126.7m/min。 由此可算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*26.7/3.14*38.2 r /min=222.6r /min 按機床實際轉速取n=300 r /min，則實際切削速度為： Vc=∏d n/1000=3.14*38.2*300/1000=35.98 m/min 查有關資料得： Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N） M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·M） 所以Φ35的Ff和M如下： Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N M=9.81*0.021*38.22*0.40.8*1 N·M=78.71N·M 擴Φ35H11 mm的孔，參考機床實際進給量取f=0.4 mm/ r。 參考有關資料，擴孔切削速度為鉆孔時的1/2—1/3，故取擴孔時=1/2*36.56 m/min =13.28m/min。 由此可算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*13.28/3.14*40 r /min=105.72 r /min 按機床實際轉速取n=400 r /min。 ⑷確定拉槽時的工序尺寸。粗銑就可達到零件圖樣的要求，則該工序尺寸：槽寬2mm、、深2mm。其工序余量既等于總余量2 mm。 ⑸鉆小頭端Φ3 mm本工序與加工Φ35孔相同要求。 本工序的切削用量及其余次要工序設計略。 六、時間定額計算 （一）計算工序的時間定額 ① 機動時間。 參考有關資料，得鉆孔的計算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=D/2cotkr+（1~2） 對鉆Φ13 mm的孔有： L1=D/2cotkr+（1~2）=[12/2cot（118°/2）+1.5] mm≈5.1mm L=20mm。 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（20+5.1+0）/0.3*630 min≈0.24min 參考有關資料，得擴孔的計算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=（D-d1）/2cotkr+（1~2） 擴盲孔和鉸盲控時l2=0。 對擴孔Φ1.8 mm有： L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（1.8-1）/2cot60°+1.5] mm≈2 mm L=20mm，取 l2=0 mm。 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（40+2+0）/0.3*300 min≈0.47min 對鉸孔Φ4 mm有： L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（4-3.8）/2cot45°+1.5] mm≈1.6 mm 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（4+1.6+0）/0.3*400 min≈0.35min ② 總機動時間Tj（既基本時間tb）為： Tb=（0.24+0.47+0.35）=1.06 min。 （二）計算工序的時間定額 ① 機動時間。 參考有關資料得鉆孔的計算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=D/2cotkr+（1~2） 對鉆Φ33.2 mm的孔有： L1=D/2cotkr+（1~2）=[33.2/2cot（118°/2）+1.5] mm≈9.96mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（21.5+9.96+3）/0.4*300 min≈0.29min 參考有關資料，得擴孔的計算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=（D-d1）/2cotkr+（1~2） 對擴孔Φ40 mm有： L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（40-38.2）/2cot60°+1.5] mm≈2 mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（21.5+2+3）/0.4*140 min≈0.47min ②總機動時間Tj（既基本時間tb）為： Tb=（0.29+0.47）=0.76 min。 其余時間定額計算略。 七、填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 ①工藝過程綜合卡片 簡要寫明各道工序，作為生產管理使用。 ②工藝卡片 詳細說明整個工藝過程，作為指導工人生產和幫助管理人員、技術人員掌握整個零件加工過程的一種工藝文件，除 寫明工序內容外，還應填寫工序所采用的切削用量和工裝設備名稱、代號等。 ③工序卡片 用于指導工人進行生產的更為詳細的工藝文件，在大批量生產的關鍵零件的關鍵工序才使用。 （1）簡圖可按比例縮小，用盡量少的投影視圖表達。簡圖也可以只畫出與加工部位有關的局部視圖，除加工面、定位面夾緊面、主要輪廓面，其余線條可省略，以必需、明了為度。 （2）被加工表面用粗實線（或紅線）表示，其余均用細實線。 應標明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。 （3）定位、夾緊表面應以規(guī)定的符號標明。 工藝文件詳見表 第二章 車床轉盤零件的夾具設計 （銑夾具的設計, 鉆夾具的設計） 第一節(jié) 機床夾具設計的基本要求和一般步驟 一、對專用夾具的基本要求 1.保證工件的加工精度 專用夾具應有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2.提高生產效率 應根據工件生產批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產效率。 3.工藝性好 專用夾具的結構應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。 專用夾具的制造屬于單件生產。當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整或修配結構，如設置適當的調整間隙，采用可修磨的墊片等。 4.使用性好 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑結構。 5.經濟性好 除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外。還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。 二、專用夾具設計步驟 1.明確設計任務與收集設計資料 夾具設計的第一步是在已知生產綱領的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設計任務書，對工件進行工藝分析。其內容主要是了解工件的結構特點、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準和夾緊表面及所用的機床、刀具、量具等。 其次是根據設計任務收集有關資料，如機床的技術參數，夾具零部件的國家標準、部頒標準和廠訂標準，各類夾具圖冊、夾具設計手冊等，還可收集一些同類夾具的設計圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。 2.擬訂夾具結構方案與繪制夾具草圖 1） 確定工件的定位方案，設計定位裝置。 2） 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置。 3） 確定對刀或導向方案，設計對刀或導向裝置。 4） 確定夾具與機床的連接方式，設計連接元件及安裝基面。 5） 確定和設計其它裝置及元件的結構形式。如分度裝置、預定位裝置　　 及吊裝元件等。 6） 確定夾具體的結構形式及夾具在機床上的安裝方式。 7） 繪制夾具草圖，并標注尺寸、公差及技術要求。 1. 進行必要的分析計算 工件的加工精度較高時，應進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時，可進行經濟分析，選用經濟效益較高的方案。 3.審查方案與改進設計 夾具草圖畫出后，應征求有關人員的意見，并送有關部門審查，然后根據根據他們的意見對夾具方案作進一步修改。 4.繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制?？倛D應把夾具的工作原理、個種裝置的結構及其相互關系表達清楚。 夾具總圖繪制次序如下： 1） 用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。 2） 依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對刀或導向裝置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。 3） 標注必要的尺寸、公差和技術要求。 4） 編制夾具明細表及標題欄。 完整的夾具裝配總圖的參閱“夾具圖冊”中的圖。 5.繪制夾具零件圖 夾具中的非標準零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術要求。 第二節(jié) 車床轉盤零件的銑床夾具設計 1 銑車床轉盤上平面夾具設計 本夾具主要用來銑車床轉盤上平面。由于加工本道工序的工序簡圖可知。粗、精銑車床轉盤上平面時，上平面尺寸為227×78mm，粗糙度要求，車床轉盤上平面與直徑30孔軸線垂直度的要求，本道工序是對直徑30與上平面進行粗加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。 2定位基準的選擇 由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度來看，本工序中，定位基準是下平面，設計基準也是要求保證上、下兩平面的平行度要求，定位基準與設計基準重合，不需要重新計算上下平面的平行度，便可保證平行度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行，保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀車床轉盤的上平面同時進行銑加工。同時進行采用手動夾緊。 3定位元件的設計 本工序選用的定位基準為下平面與側定位，屬于不完全定位,所以相應的因此進行定位元件的設計主要是對固定擋銷和帶大端面的短圓柱銷進行設計。 根據參考文獻[11]帶大端面的短圓柱銷的結構尺寸參數如圖3.5所示。 圖3.5 帶大端面的短圓柱銷 根據參考文獻[11]固定擋銷的結構如圖3.6所示。 圖3.6 固定擋銷 4銑削力與夾緊力計算 本夾具是在銑床上使用的，用于定位螺釘的不但起到定位用，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產生振動，必須對“17”六角螺母和”11”螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計算公式 Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2） Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs－作用在六角螺母 L－作用力的力臂(mm) d0－螺紋中徑(mm) α－螺紋升角(゜) ψ1－螺紋副的當量摩擦(゜) ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜) r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當量摩擦半徑(゜) 根據參考文獻[6]其回歸方程為 Fj＝ktTs 其中Fj－螺栓夾緊力(N)； kt－力矩系數(cm－1) Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =5×2000=10000N 5夾具體槽形與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據參考文獻[11]定向鍵的結構如圖3.7所示。 圖3.7 定向鍵 根據參考文獻[11]夾具U型槽的結構如圖3.8所示。 圖3.8 U型槽 主要結構尺寸參數如下表3.5所示。 表3.5 U型槽的結構尺寸 螺栓直徑 12 14 30 20 對刀裝置由對刀塊來實現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成車床轉盤上平面尺寸為227×78mm的加工，所以選用直角對刀塊。根據GB2243—80直角對到刀塊的結構和尺寸如圖3.9所示。 圖3.9 直角對刀塊 塞尺選用平塞尺，其結構如圖3.10所示。 圖3.10 平塞尺 塞尺尺寸如表3.6所示。 表3.6 平塞尺結構尺寸 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 6夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在立式銑床上加工車床轉盤上平面，工件以與此相平行的下平面為及其側面和水平面底為定位基準，在短銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)定位。采用轉動壓柱夾緊工件。當加工完一邊，可松開螺母來加工另一邊。如夾具裝配圖所示。 第三節(jié) 車床轉盤零件的鉆床夾具設計 3.1 工件的加工工藝性分析 因采用立式鉆床，待加工孔處于水平位置。若設平行于待加工孔的面分別為頂面和底面，則使多孔那面為底面，即定位基準面。以基準面上的直徑為φ30與φ35的兩孔以及基準面定位。 鉆模板應垂直與定位基準面，鉆套中心線與待加工孔中心線同軸。夾緊件由工件頂面向定位基準面夾緊。采用螺旋夾緊機構。 3.2 定位元件的選擇與設計 3.2.1 定位元件的選擇 工件在夾具中位置的確定，主要是通過各種類型的定位元件實現(xiàn)的。在機械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異，但從它們的基本結構來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面及各種成形面所組成。工件在夾具中定位時，可根據各自的結構特點和工序加工精度要求，選擇其上的平面、圓柱面，圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準。為此，在夾具設計中可根據需要選用各類型的定位元件。 在夾具設計中常用于圓孔表面的定位元件有定位銷、剛性心軸和錐度心軸等。工件以圓孔表面定位時使用定位銷定位；套類零件，為了簡化定心裝置，常常采用剛性心軸作為定位元件；為消除工件與心軸的配合間隙，提高定心定位精度，在夾具設計中還可選用小錐度心軸。在此次設計中，根據泵體蓋的結構特點采用一面兩孔定位。如圖2-1為工件在夾具中的定位方式簡圖． 在夾具中，工件以圓孔表面定位時使用的定位銷一般有固定式和可換式兩種。在大批量生產中，由于定位銷磨損較快，為保證工序加工精度需定期維修更換，此時常采用便于更換的可換式定位銷。 圖2-1 所示為常用的固定式定位銷的典型結構[9]。當被定位工件的圓孔尺寸較小時，可選圖中(a)所示的定位銷結構。這種帶有小凸肩的定位銷結構，與夾具體連接時穩(wěn)定牢靠。當被定位工件的圓孔尺寸較大時，選用圖中(b)所示的結構即可。若被定位工件同時以其上的圓柱孔和端面組合定位時，還可選用帶有支撐墊圈的定位銷結構。支撐墊圈與定位銷可做成整體式的，也可做成組合式的。為保證定位銷在夾具上的位置精度，一般與夾具的連接采用過盈配合。 可換式定位銷如圖2-2所示，為了便于定期更換，在定位銷與夾具體之間裝有襯套，定位銷與襯套內徑的的配合采用間隙配合，而襯套與夾具體則采用過度配合。由于這種定位銷與襯套之間存在裝配間隙，故其位置精度較固定式定位銷低。 為了便于工件的順利裝入，上述定位銷的定位端頭部均加工成的大倒角。各種類型定位銷對工件圓孔定位時限制的自由度，應視其與工件定位孔的接觸長度而定，一般選用長定位銷時限制四個自由度，短定位銷時則限制兩個自由度。若采用削邊銷，則分別限制兩個或一個自由度。當采用圖 所示的錐面定位銷定位時，則相當于三個支撐點，限制三個自由度。 圖2-1 固定式定位銷 Fig.2-2 Stationary positioning pin 圖2-3 可換式定位銷及錐面定位銷 Fig.2-2 The replacing positioning pin and the conical surface positioning pin 在固定式和可換式中，為適應以工件上的兩孔一起定位的需要，應在兩個定位銷中采用一個削邊定位銷。直徑為3~50mm的削邊定位銷都做成菱形。 3.2.2 定位誤差的分析 夾具的作用首先是要保證工序加工精度，在設計夾具選擇和確定工件的定位方案時，根據工件定位原理選用相應的定位元件外，還必須對選定的工件定位方案能否滿足工序加工精度要求作出判斷。為此，就需對可能產生的定位誤差進行分析和計算。 定位誤差是指由于定位不準而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。對某一定位方案，經分析計算其可能產生的定位誤差，只要小于工件有關尺寸或位置公差的~，一般即認為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。 工件在夾具中的位置是由定位元件確定的，當工件上的定位表面一旦與夾具上的定位元件相接觸或相配合，作為一個整體的工件的位置也就確定了。但對于一批工件來說，由于在各個工件的有關表面之間，彼此在尺寸及位置上均有著在公差范圍內的差異，夾具定位元件本身和各定位元件之間也具有一定的尺寸和位置公差。這樣一來，工件雖已定位，但每個被定位工件的某些具體表面都會有自己的位置變動量，從而造成在工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。 由此可知，定位誤差是指工件在用調整法加工時，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。即定位誤差主要是由基準位置誤差和基準不重合誤差兩項組成。 根據定位誤差的上述定義，在設計夾具時，對任何一個定位方案，可通過一批工件定位時的兩個極端位置，直接計算出工序基準的最大變動范圍，即為該定位方案的定位誤差。 在機械加工中，有很多工件是以多個表面作為定位基準，在夾具中實現(xiàn)表面組合定位的。 采用表面組合定位時，由于各個定位基準面之間存在著位置偏差，故在定位誤差的分析和計算時也必須加以考慮。為了便于分析和計算，通常把限制不定度最多的主要定位表面成為第一定位基準，然后再依次劃分為第二、第三定位基準。一般來說，采用多個表面組合定位的工件，其第一定位基準的位置誤差最小，第二定位基準次之，而第三定位基準的位置誤差最大。 3.2.3 定位誤差的計算 在本次設計中采用一面兩孔組合定位。 采用工件上一面兩孔組合定位時，根據工序加工要求可能采用平面為第一定位基準，也可能采用其中某一個內孔為第一定位基準。圖2-3所示為一長方體工件及其在一面兩銷上的定位情況，因系采用短定位銷，故工件底面1為第一定位基準，工件上的內孔及分別為第二和第三定位基準。 一批工件在夾具中定位時，工件上作為第一基準的底面1沒有基準位置誤差。由于定位孔較淺，其內孔中心線由于內孔與地面垂直度誤差而引起的基準位置誤差也可忽略不計。但作為第二、第三定位基準的、，由于與定位銷的配合間隙及兩孔、兩銷中心距誤差引起的基準位置誤差必須考慮。 圖2-4長方體工件在夾具中一面兩銷上的定位 Fig.2-3 The cubic work piece located in the jig with one plant and two positioning pin 根據上述，確定本次夾具設計采用底面為第一基準面，兩孔分別為第二和第三基準面。兩定位銷的尺寸及定位誤差的計算如下： 圖2-5 一面兩孔式，第二、第三定位基準的位置和角度誤差[10] Fig.2-4 At the same time two types, second, third localization datum position and angle error 根據圖2-4有： 1) 兩定位銷中心距 ==14.5 式中 ——工件兩定位孔的中心距 2) 兩定位銷中心距的公差 (2-1) 式中 ——工件兩定位孔的中心距公差 中心距公差 則兩定位銷中心 3) 圓柱銷直徑的公稱值　 =5 式中 ——與圓柱銷相配合的工件定位孔的最小直徑