氣缸蓋的加工工藝及鉆4-Φ11孔夾具設(shè)計說明書

氣缸蓋的加工工藝及鉆4-Φ11孔夾具設(shè)計說明書,缸蓋,加工,工藝,11,十一,夾具,設(shè)計,說明書,仿單 氣缸蓋的加工工藝及鉆4-Φ11孔夾具設(shè)計 摘要 夾具課程設(shè)計對每一個理工科學(xué)生而言都是必不可少的，夾具的設(shè)計和研究為今后的學(xué)生和工作將提供很大的幫助。 本文設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計氣缸蓋的加工工藝及鉆4-Φ11孔夾具。在充分了解零件的結(jié)構(gòu)后，對其毛坯尺寸、制造類型、基準(zhǔn)、加工的工藝路線進(jìn)行了確定；然后依據(jù)設(shè)計的加工工藝路線，對每一個工序進(jìn)行計算。 本次設(shè)計出的鉆4-Φ11孔的夾具，在減少停機時間的同時，還提高生產(chǎn)效率。在進(jìn)行該專用夾具設(shè)計的時候，首先應(yīng)該是建立在對零件的工藝進(jìn)行分析、選擇粗精基準(zhǔn)、進(jìn)行必要計算的基礎(chǔ)上。該夾具在設(shè)計之初就注重結(jié)構(gòu)工藝性，所以本次設(shè)計的夾具結(jié)構(gòu)簡易、緊湊，操作起來也比較方便靈活。更重要的是它在提高生產(chǎn)效率方面所起的作用尤為突出，體現(xiàn)了這次設(shè)計的主旨。 關(guān)鍵詞：氣缸蓋、加工工藝、鉆4-Φ11孔、夾具設(shè)計 Abstract Fixture curriculum design is essential for every science and engineering students, fixture design and research for future students and work will provide great help. The task of this paper is to design the machining process of the cylinder head and drill the 4- 11 hole clamp. After fully understanding the structure of the parts, the blank size, manufacturing type, benchmark, processing technology route are determined, and then according to the design of the processing technology route, each process is calculated. The design of the drill 4- hole 11 hole fixture reduces the downtime while improving production efficiency. In the design of this special fixture, the first step should be based on the analysis of the process of the parts, the selection of rough and fine benchmarks, and the necessary calculation. The fixture in the design of the early attention to structural technology, so the design of the fixture structure is simple, compact, more convenient and flexible to operate. More importantly, it has played a particularly prominent role in improving production efficiency, reflecting the main purpose of this design. Key words: cylinder head, processing technology, drilling 4-, 11 holes, jig design 目錄 摘要 I Abstract II 序 言 - 1 - 第1章 零件的分析 - 2 - 1.1 零件的分析 - 2 - 1.2 零件的主次表面 - 2 - 1.3 零件表面的技術(shù)要求 - 3 - 1.4 結(jié)構(gòu)工藝性分析 - 3 - 第2章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 - 4 - 2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng) - 4 - 2.2 生效率分析 - 4 - 2.3 生產(chǎn)類型 - 4 - 第3章 毛坯的制造方法 - 6 - 3.1 確定毛坯的制造形式 - 6 - 3.2 毛坯尺寸公差 - 6 - 3.3 毛坯簡圖 - 6 - 第4章 制訂工藝路線 - 7 - 4.1 定位基準(zhǔn)選擇 - 7 - 4.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 - 7 - 4.1.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 - 7 - 4.2 定位誤差 - 8 - 4.3 選擇加工方法 - 8 - 4.4 劃分加工階段 - 8 - 4.5 工序的集中與分散 - 9 - 4.6 確定工序順序 - 9 - 4.7 制定工藝路線 - 10 - 第5章 加工余量、工序尺寸及公差 - 13 - 第6章 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 - 15 - 第7章 選擇切削用量、確定時間定額 - 16 - 第8章 填寫工藝文件 - 22 - 第9章 鉆床夾具設(shè)計 - 23 - 9.1 問題的提出 - 23 - 9.2 定位基準(zhǔn)的選擇 - 23 - 9.3 定位誤差分析 - 23 - 9.4 切削力的計算與夾緊力分析 - 25 - 9.5鉆套設(shè)計 - 25 - 9.6夾具設(shè)計及操作簡要說明 - 27 - 總 結(jié) - 28 - 參考文獻(xiàn) - 29 - IV 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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械或機械制造業(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)。 氣缸蓋的加工工藝規(guī)程和銑氣缸蓋后端面的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進(jìn)行畢業(yè)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、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。 本設(shè)計選用氣缸蓋來進(jìn)行工藝編制與夾具設(shè)計，以說明書、繪圖為主，設(shè)計手冊與國家標(biāo)準(zhǔn)為附來進(jìn)行詳細(xì)說明。 第1章 零件的分析 1.1 零件的分析 氣缸蓋的作用是密封氣缸，與活塞共同形成燃燒空間，并承受高溫高壓燃?xì)獾淖饔?。氣缸蓋承受氣體力和緊固氣缸螺栓所造成的機械負(fù)荷，同時還由于與高溫燃?xì)饨佑|而承受很高的熱負(fù)荷。為了保證氣缸的良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。為此，氣缸蓋應(yīng)具有足夠的強度和剛度。 1.2 零件的主次表面 圖1 氣缸蓋 氣缸蓋共有六處加工表面 ，其間有一定位置要求。分述如下： 1、2-M6端面 2、后端面 3、4-Φ11孔 4、NPT1/8端面 5、Φ5孔、NPT1/8螺紋孔 6、2-M6-6H螺紋孔 1.3 零件表面的技術(shù)要求 序號 加工表面 尺寸精度 粗糙度 形狀、位置 1 2-M6端面 — 25 — 2 后端面 — 3.2 平面度0.05 3 4-Φ11孔 — 6.3 位置度Φ0.5 4 NPT1/8端面 — 6.3 — 5 Φ5孔 — 12.5 — 6 NPT1/8螺紋孔 — 6.3 — 7 2-M6-6H螺紋孔 0.008 6.3 — 1.4 結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)的工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性與經(jīng)濟(jì)性。零件結(jié)構(gòu)工藝性審查如下所述： 1、 避免設(shè)置傾斜的加工面，以便減少裝夾次數(shù)。 2、 改為通孔或擴(kuò)大中間孔可減少裝夾次數(shù)，保證孔的同軸度。 3、 被加工表面設(shè)置在同一平面，可一次走刀加工，縮短調(diào)整時間。 4、 錐度相同只需作一次調(diào)整。 5、 軸上的沉割槽、鍵槽或過渡圓角應(yīng)盡量一致，以減少刀具種類。 6、 底部為圓形弧，只能單件垂直進(jìn)刀加工，改為平面可多件連續(xù)加工。 7、 需多刀加工的零件，各段長度應(yīng)相近的整數(shù)倍，車刀按間距設(shè)置，刀架移動即可。 8、 避免內(nèi)表面、內(nèi)凹面的加工，利于提高效率，保證精度。 9、 加工螺紋時應(yīng)留有退刀槽，或具有螺紋尾扣，以方便退刀。 10、 加工多聯(lián)齒輪或插鍵槽時應(yīng)留有空刀。 11、 將支承面改為臺階式，將加工面鑄出凸臺、保留精加工面的必要長度，以減少加工面，提高效率，保證精度。 12、 避免在斜面上鉆孔，避免鉆頭單刃切削，防止刀具損壞和孔中心偏斜。 13、 避免深孔加工，改善排屑和冷卻條件。 14、 刀具應(yīng)易于加工切削部位，避免采用接長鉆頭等非標(biāo)準(zhǔn)刀具。 第2章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計算。 N=Qn(1+a+) 式中： N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年） Q——機器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年） n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺） a——備品百分率 ——廢品百分率 2.2 生效率分析 操作者按規(guī)定的作業(yè)方法工作時，他的能力或努力程度叫效率。主要用來考核純生產(chǎn)能力，不包括由技術(shù)、材料等其它問題所引起的能力損耗。 1）標(biāo)準(zhǔn)工時：標(biāo)準(zhǔn)工時=標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間+輔助時間? 指在正常情況下，從零件到成品直接影響成品完成的有效動作時間，其包含直接工 時與間接工時。即加工每件（套）產(chǎn)品的所有工位有效作業(yè)時間的總和。? a\標(biāo)準(zhǔn)工時：標(biāo)準(zhǔn)工時=生產(chǎn)一個良品的作業(yè)時間。 b\標(biāo)準(zhǔn)工時=正常工時+寬放時間=正常工時×（1+寬放率） c\工廠使用的寬放率一般在10%～20%，對一些特殊的工種，如體力消耗較大的工種，寬放率可適當(dāng)放寬一些 d\正常工時是人工操作單元工時+機器自動作業(yè)工時的總和。 2）制定方法：對現(xiàn)有各個工位（熟練工人）所有的有效工作時間進(jìn)行測定，把所有組成產(chǎn)品的加工工位的工時，考慮車間生產(chǎn)的均衡程度、環(huán)境對工人的影響、以及工人的疲勞生產(chǎn)信息等因素后，計算得到標(biāo)準(zhǔn)工時。 生產(chǎn)率＝（產(chǎn)出數(shù)量×標(biāo)準(zhǔn)工時）÷（日工作小時×直接人工數(shù)）×100%? 2.3 生產(chǎn)類型 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類型： 1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制，專用設(shè)備和修配件的制造等。 2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。 3.大量生產(chǎn)：當(dāng)一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點經(jīng)常是重復(fù)性地進(jìn)行相同的工序。 生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及其自身特點，具體情況見表1-1。 表1-1： 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系 生產(chǎn)類型 重型 （零件質(zhì)量大于2000kg） 中型 （零件質(zhì)量為100-2000kg） 輕型 （零件質(zhì)量小于100kg） 單件生產(chǎn) 小于等于5 小于等于20 小于等于100 小批生產(chǎn) 5-100 20-200 100-500 中批生產(chǎn) 100-300 200-500 500-5000 大批生產(chǎn) 300-1000 500-5000 5000-50000 大量生產(chǎn) 大于1000 大于5000 大于50000 依設(shè)計題目知：Q=5000臺/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率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) N=5000×1×（1+10%）×（1+1%）=5555件/年 零件是輕型零件，根據(jù)表1-1可知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 第3章 毛坯的制造方法 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT250灰鑄鐵，鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。 3.2 毛坯尺寸公差 由表（2-5-1）得灰鑄鐵刀具切入金屬層的厚度應(yīng)大于表面層厚度，即大于1mm，小于4mm。 由HT250，確定灰鑄鐵精度等級為2級（指尺寸精度和表面光潔度要求較高，或者大批、中批生產(chǎn)的鑄件。 3.3 毛坯簡圖 第4章 制訂工藝路線 4.1 定位基準(zhǔn)選擇 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 4.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。 4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用工件中心線作為定位粗基準(zhǔn)。 4.1.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。 有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。 4.2 定位誤差 定位誤差，是由于工件在夾具上（或者機床上）定位不準(zhǔn)而引起的加工誤差。因為對一批工件來說，?刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序 基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量。 4.3 選擇加工方法 序號 加工表面 尺寸 粗糙度 形位 加工方法 1 2-M6端面 38 25 — 粗銑 2 后端面 52 3.2 平面度0.05 粗銑、半精銑 3 4-Φ11孔 34 6.3 位置度Φ0.5 鉆 4 NPT1/8端面 34 6.3 — 粗銑 5 Φ5孔 30 12.5 — 鉆 6 NPT1/8螺紋孔 30 6.3 — 鉆、攻 7 2-M6-6H螺紋孔 122 6.3 — 鉆、攻 4.4 劃分加工階段 按加工的精度高低，加工階段一般可分為三個階段： 一、粗加工階段 主要加工方法有：粗車、粗銑、粗刨、粗鏜和鉆孔。 二、半精加工階段 主要加工方法有：半精車精車、半精銑精銑、半精刨精刨、半精鏜精鏜和擴(kuò)孔鉸孔。 三、半精加工階段 主要加工方法是各種類型的磨削，也有寬刃精刨、浮動鏜和刮削 在不同的加工階段不僅所選擇的機床、切削用量不同，而且所使用的夾具、刀具、檢具的精度也是不同的。從粗加工到精加工，機床、夾具、刀具、檢具的精度由低到高，切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高進(jìn)行變化。 因此，在不同的加工階段應(yīng)選擇合適的加工設(shè)備。 4.5 工序的集中與分散 一、工序集中 按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，將許多工序組成一個集中工序。最大限度的工序集中，就是在一道工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。 二、工序分散 按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。最大限度的工序分散就是每個工序只包括一個簡單工步。 4.6 確定工序順序 一、機械加工工序的安排原則： 1） 先粗后精：粗加工在前，精加工在后，粗精分開。 2） 基準(zhǔn)先行：先把基準(zhǔn)面加工出來，再以基準(zhǔn)面定位來加工其表面，以保證加工質(zhì)量。 3） 先主后次：主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵槽、聯(lián)接用的光孔等。次要表面一般放在主要表面的主要加工結(jié)束后，最終精加工之前進(jìn)行。 4） 先面后孔：平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加工孔。 先面后孔的另一含義：在從面上加工孔之前、先加工這個面，然后再從加工好的面上鉆孔。 二、熱處理工序的安排 1） 退火 應(yīng)用：高碳鋼采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 2） 正火 應(yīng)用：低碳鋼、中碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 3） 調(diào)質(zhì)處理 應(yīng)用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。 4） 時效處理 應(yīng)用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復(fù)雜的鑄件。 5） 淬火 應(yīng)用：一般安排在磨削前。 6） 滲碳處理 可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。 鍍鉻、鍍鋅、發(fā)藍(lán)等，一般都安排在工藝過程最后階段進(jìn)行。 3、 檢驗工序的安排 為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場合安排檢驗工序： 1）粗加工全部結(jié)束之后； 2）送往外車間加工的前后； 3）工時較長和重要工序的前后； 4）最終加工之后。 4、 其它工序的安排 1）切削加工之后，應(yīng)安排去毛刺工序。 2）零件在進(jìn)入裝配之前，一般都應(yīng)安排清洗工序。 3）在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序。 4）在鑄件成型后要涂防銹溱。 4.7 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 擬訂兩個方案進(jìn)行選擇，選出一個在保證質(zhì)量的情況下，效率比較高的方案： 工藝路線方案一： 工序01：鑄造 工序02：時效處理 工序03：銑2-M6端面 工序04：粗銑、半精銑后端面 工序05：鉆4-Φ11孔 工序06：銑NPT1/8端面 工序07：鉆Φ5孔；鉆、攻NPT1/8螺紋孔 工序08：鉆、攻2-M6-6H螺紋孔 工序09：去毛刺 工序10：檢驗至圖紙要求 工序11：入庫 工藝路線方案二： 工序01：鑄造 工序02：時效處理 工序03：銑2-M6端面 工序04：粗銑后端面 工序05：半精銑后端面 工序06：鉆4-Φ11孔 工序07：銑NPT1/8端面 工序08：鉆Φ5孔 工序09：鉆NPT1/8螺紋底孔 工序10：攻NPT1/8螺紋孔 工序11：鉆2-M6-6H螺紋底孔 工序12：攻2-M6-6H螺紋孔 工序13：去毛刺 工序14：檢驗至圖紙要求 工序15：入庫 從工藝路線方案一和工藝路線方案二比較可以看出，工藝路線方案二的工序04和工序05在一個方向可以和工藝路線方案一中的工序04一樣放到一起進(jìn)行加工；工藝路線方案二工序08和工序09及工序10在一個方向可以和工藝路線方案一中的工序07一樣放到一起加工；工藝路線方案二工序11和工序12在一個方向可以和工藝路線方案一中的工序08一樣放到一起加工。從方案一和方案二來看，方案二工序繁瑣，效率低下，不利于工廠生產(chǎn)，所以選用方案一。 第5章 加工余量、工序尺寸及公差 1. 2-M6端面的加工余量 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為25。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=2.0mm 2.后端面的加工余量 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=2.0mm 半精銑 單邊余量Z=0.5mm 3. 4-Φ11孔的加工余量 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，其加工孔的尺寸不大故采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步鉆削即可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量Z=5.5mm 4. NPT1/8端面的加工余量 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=2.0mm 5. Φ5孔的加工余量 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，其加工孔的尺寸不大故采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步鉆削即可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量Z=2.5mm 6. NPT1/8螺紋孔的加工余量 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，其加工螺紋孔的尺寸不大故采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，兩步鉆削（鉆、攻）即可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量Z=1.7mm 攻 單邊余量Z=0.921mm 7.2-M6-6H螺紋孔的加工余量 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，其加工螺紋孔的尺寸不大故采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，兩步鉆削（鉆、攻）即可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量Z=2.55mm 攻 單邊余量Z=0.45mm 第6章 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 1、2-M6端面，刀具：硬質(zhì)合金端銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K 2、后端面，刀具：硬質(zhì)合金端銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K 3、4-Φ11孔，刀具：鋼錐柄麻花鉆；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 4、NPT1/8端面，刀具：硬質(zhì)合金端銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K 5、Φ5孔：NPT1/8螺紋孔，刀具：鋼錐柄麻花鉆、絲錐；量具：錐柄圓柱塞規(guī)、螺紋賽規(guī)；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 6、2-M6-6H螺紋孔，刀具：鋼錐柄麻花鉆、絲錐；量具：錐柄圓柱塞規(guī)、螺紋賽規(guī)；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 第7章 選擇切削用量、確定時間定額 工序01：鑄造 工序02：時效處理 工序03：銑2-M6端面 工步一：銑2-M6端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，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，且表面粗糙Ra25，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475 當(dāng)＝475r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序04：粗銑、半精銑后端面 工步一：粗銑后端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，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，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475 當(dāng)＝475r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工步二：半精銑后端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，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，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序05：鉆4-Φ11孔 工步一：鉆4-Φ11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） 579r/min 按機床選取n=545r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工序06：銑NPT1/8端面 工步一：銑NPT1/8端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，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，且表面粗糙Ra25，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 當(dāng)＝475r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序07：鉆Φ5孔；鉆、攻NPT1/8螺紋孔 工步一：鉆Φ5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） 510r/min 按機床選取n=545r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工步二：鉆NPT1/8螺紋底孔Φ8.4 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） 569r/min 按機床選取n=545r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工步三：攻NPT1/8螺紋孔 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r 398r/min 按機床選取n=680r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工序08：鉆、攻2-M6-6H螺紋孔 工步一：鉆2-M6-6H螺紋底孔Φ5.1 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） 624r/min 按機床選取n=545r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工步二：攻2-M6-6H螺紋孔 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r 398r/min 按機床選取n=392r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工序09：去毛刺 工序10：檢驗至圖紙要求 工序11：入庫 第8章 填寫工藝文件 工藝文件詳細(xì)請看工藝過程卡和工序卡。 第9章 鉆床夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計鉆4-Φ11孔的夾具。 9.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆4-Φ11孔，表面粗糙度Ra3.2，精度要求相對比較高，故設(shè)計夾具時，即要考慮如何提高生產(chǎn)效率，也要保證工件表面的質(zhì)量。 9.2 定位基準(zhǔn)的選擇 選擇已加工好的2-M6端面、Φ76外圓和寬24側(cè)面來定位，對應(yīng)的夾具上定位元件應(yīng)分別是支承板、固定V型塊和A型固定式定位銷，定位分析如下： 1、 氣缸蓋2-M6端面作為第一定位基準(zhǔn)，與支承板相配合，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。 2、 氣缸蓋Φ76外圓作為第二定位基準(zhǔn)，與固定V型塊相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。 3、 氣缸蓋作為第三定位基準(zhǔn)，與A型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即Z軸轉(zhuǎn)動， 工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計合理。 9.3 定位誤差分析 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 當(dāng)采用夾具加工工件時，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示 圖1用V型塊定位加工時的定位誤差 當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動量。 定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。 根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差 圖2 定位誤差 =O1O2+(d2-（d2-Td2))/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.392 9.4 切削力的計算與夾緊力分析 查表4得切削力計算公式： 式中，f=1mm/r,查表得 =736MPa, 即==1547N 所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K= 式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得： K==1.872，當(dāng)計算K<2.5時，取K=2.5 孔軸部分由M10螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N ==30900N 由上計算得》，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 9.5鉆套設(shè)計 4-Ф11孔加工只需要鉆，因為大批量生產(chǎn)，為了減少鉆套磨損之后，更換鉆套的時間，故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖示）。根據(jù)工藝要求：。即用Φ11的麻花鉆鉆孔。查機床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知Φ11相配的可換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下 圖1 可換鉆套 具體的尺寸如下 因為鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn)，有上圖可知和鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸8，查機床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，M8鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下 具體的尺寸如下 9.6夾具設(shè)計及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇由螺母、圓墊圈、螺桿、可調(diào)支承釘、彈簧、移動壓板和帶肩六角螺母等組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 ? 總 結(jié) 本次設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實際相結(jié)合的一次考驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進(jìn)一步加深了對課本知識的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計過程。收獲頗豐。 首先，我要感謝老師對設(shè)計的指導(dǎo)。本次設(shè)計是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，我的機械工藝知識有限，在設(shè)計中常常碰到問題，是老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點撥迷津，提供相關(guān)資料，才使設(shè)計順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風(fēng)，不僅如此，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我，在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同班同學(xué)的支持和幫助，使我更好的完成了畢業(yè)設(shè)計。 我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中，在此，我想對我的父母說：你們辛苦了，我會盡最大的努力來讓你們過上最幸福的日子，請相信我。 最后，很感謝閱讀這篇課程設(shè)計的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這篇課程設(shè)計。 參考文獻(xiàn) [1] 張耀宸主編.《機械加工工藝設(shè)計手冊》.北京：航空工業(yè)出版社，1989 [2] 肖繼德，陳寧平主編. 《機床夾具設(shè)計》（第2版）. 北京：機械工業(yè)出版社2005 [3] 浦林祥主編.《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社，1995 [4] 任嘉卉主編. 《公差與配合手冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1993 [5]東北工學(xué)院《機械零件設(shè)計手冊》編寫組 編. 《機械零件設(shè)計手冊》.北京：冶金工業(yè)出版社，1983 [6]江南大學(xué)鄭修本主編. 《機械制造工藝學(xué)》（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，1999 [7]上海理工大學(xué)陸劍中，孫家寧主編. 《金屬切削原理與刀具》（第4版）.北京：機械工業(yè)出版社，2005 [8]劉力，王冰主編?. 《機械制圖》（第二版）.北京：高等教育出版社，2004 [9]陳于萍，高曉康編著. 《互換性與測量技術(shù)》（第二版）.北京：高等教育出版社，2005 [10]張龍勛主編. 《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計知道書及習(xí)題》. 北京：機械工業(yè)出版社，1999 [11]孟憲棟，劉彤安主編. 《機床夾具圖冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1999 [14]江洪，酈祥林，李仲興編著. 《Solidworks2006基礎(chǔ)教程》（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社，2006 - 29 -