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沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院 2010 級(jí) 三本 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)零件圖 增 圖 3 總 42 分度扇形板 材料 HT200 數(shù)量 20000 件 所有尺寸均增加一倍 1 外文翻譯 機(jī)械加工零件的工藝及夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本文對(duì)機(jī)械加工零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析 確定了機(jī)械加工工藝 路線 夾具在機(jī)械加工中所占的地位和重要性 以及夾具設(shè)計(jì) 隨著科學(xué)的日 益發(fā)展進(jìn)步和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整 工程機(jī)械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競(jìng) 爭(zhēng)行業(yè) 關(guān)鍵詞 技術(shù)背景 發(fā)展趨勢(shì) 工序 定位方案 1 機(jī)械加工歷史背景及其意義 機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)古老而永遠(yuǎn)充滿生命力的行業(yè) 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求越來(lái)越高 機(jī)械制造工藝也在日新月異地發(fā)展 自新中國(guó)成 立以來(lái) 我國(guó)的制造技術(shù)與制造業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展 一個(gè)具有相當(dāng)規(guī)模和一定 技術(shù)基礎(chǔ)的機(jī)械工業(yè)體系基本形成 改革開放二十多年來(lái) 我國(guó)制造業(yè)充分利 用國(guó)內(nèi)國(guó)外兩方面的技術(shù)資源 有計(jì)劃地推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造 引導(dǎo)企業(yè)走依 靠科技進(jìn)步的道路 使制造技術(shù) 產(chǎn)品質(zhì)量和水平及經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生了顯著變化 為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn) 盡管我國(guó)制造業(yè)的綜合技術(shù)水平有 了大幅度提高 但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比 仍存在階段性差距 進(jìn)入二十一世紀(jì) 我國(guó)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè) 特別是在我國(guó)加入世貿(mào)組織后 世界 的制造中心就從發(fā)達(dá)國(guó)家遷移到了亞洲 我國(guó)有廉價(jià)的勞動(dòng)力和廣大的消費(fèi)市 場(chǎng) 因此 我國(guó)工業(yè)要想發(fā)展 就需要有相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備來(lái)支持 機(jī)械工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備工業(yè) 是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ) 是高新技術(shù)產(chǎn) 業(yè)化的載體 是國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ) 是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的重要支柱 也是為提 高人民生活質(zhì)量 提供消費(fèi)類機(jī)電產(chǎn)品的供應(yīng)工業(yè) 它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量 和效益 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化具有極其重要的作用 2 機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 隨著社會(huì)的發(fā)展 各種機(jī)械逐漸運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)中 不管是在農(nóng)用 軍用 工用等方面 離開了機(jī)械的操作就談不上效率 因此 從某中角度上來(lái)說(shuō) 一 個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力 社會(huì)地位 和機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的 各工業(yè)化國(guó) 家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程表明 沒有強(qiáng)大的裝備制造業(yè) 就不可能實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的工 業(yè)化 現(xiàn)代化和信息化 3 目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn) 業(yè)升級(jí)的重要因素 加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度 推進(jìn)機(jī)械工業(yè)持續(xù) 健康 穩(wěn)定發(fā)展 對(duì)于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式 提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì) 增強(qiáng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力 保障國(guó)防安全等都具有重要而深遠(yuǎn)的意義 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 3 1 機(jī)械加工工藝過(guò)程的定義 機(jī)械加工工藝過(guò)程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對(duì)位置 和性質(zhì)等 使其成為成品或半成品的全過(guò)程 機(jī)械加工工藝過(guò)程直接決定零件 及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能 對(duì)產(chǎn)品的成本 生產(chǎn)周期都有較大的影響 是整個(gè)工藝 過(guò)程的重要組成部分 3 2 機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成 組成機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本單元是工序 工序又是由安裝 工位 工步 及走刀組成的 工序是指一個(gè)或一組工人 在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所 連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程 工序是制定勞動(dòng)定額 配備工人及機(jī)床設(shè)備 安排作業(yè)計(jì)劃和進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的基本單元 安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序 當(dāng)應(yīng)用轉(zhuǎn)位 或移位 加工的機(jī)床 或夾具 進(jìn)行加工時(shí) 在一次裝夾 中 工件 或刀具 相對(duì)于機(jī)床要經(jīng)過(guò)幾個(gè)位置依次進(jìn)行加工 在每一個(gè)工作 位置上所完成的那一部分工序 稱為工位 采用多工位加工可以減少裝夾的次 數(shù) 減少裝夾誤差 提高生產(chǎn)率 工步是加工表面在切削刀具和切削用量 僅指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量 都不 變的情況下所完成的那一部分工藝過(guò)程 在一個(gè)工步中 如果要切掉的金屬層很厚 可分幾次切削 每切削一次 就稱為一次走刀 3 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程的定義 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過(guò)程和操作方法等的工藝文件 稱為工藝規(guī)程 它 是企業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)性技術(shù)文件 3 4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用及內(nèi)容 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù) 根據(jù)它來(lái)組織原材料和毛 坯的供應(yīng) 進(jìn)行機(jī)床調(diào)整 專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造 編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃 調(diào)配勞動(dòng)力 以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn) 進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù) 有了它就可以制 定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃 并能做到各工序科學(xué)地銜接 使生 產(chǎn)均衡 順利 實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn)和低消耗 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片 是兩個(gè)主要的工藝文件 機(jī) 械加工工藝過(guò)程卡片 是說(shuō)明零件加工工藝過(guò)程的工藝文件 在單件 小批量 生產(chǎn)中 以機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片指導(dǎo)生產(chǎn) 過(guò)程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì) 機(jī)械加工工序卡片是為每個(gè)工序詳細(xì)制定的 用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn) 多 用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件 3 5 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟 在一定的生產(chǎn)條件下 以最少的勞動(dòng)消耗和最低的費(fèi)用 按計(jì)劃加工出符 合圖紙要求的零件 是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟如下 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型 分析零件加工的工藝性 選擇毛坯的種類和制造方法 擬訂工藝過(guò)程 工序設(shè)計(jì) 編制工藝文件 4 夾具設(shè)計(jì) 4 1 夾具設(shè)計(jì)的意義 在機(jī)械行業(yè)中 如何去保證工件的高精度 加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題 一 直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題 其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候就要考慮以上問 題 高效的夾具是工件高精度的保證 如何讓夾具更高效 更經(jīng)濟(jì) 這是行業(yè) 人急需要解決的 隨著社會(huì)的發(fā)展 科技的不斷提高 各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè) 如何利用這些高科技為人類服務(wù) 如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中 這 還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力 開拓創(chuàng)新 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 和社會(huì)市場(chǎng)需要 夾具的設(shè)計(jì)在逐步的超向柔性制 造系統(tǒng)方向發(fā)展 迄今為止 夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一 刀 具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化 用戶只需要按品種 規(guī)格選用采購(gòu) 而模具和夾具則和產(chǎn) 品息息相關(guān) 產(chǎn)品一有變化就需重新制作 通常是屬于專用性質(zhì)的工具 模具已發(fā) 展成為獨(dú)立的行業(yè) 夾具在國(guó)內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小 行業(yè) 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化 模塊化 組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想 又符 合節(jié)約資源的原則 更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理 所以是今后夾具技術(shù)的一 個(gè)重要發(fā)展方向單位 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置 至于裝夾各種刀具用的裝置 則一般 稱為 輔助工具 輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi) 按照機(jī)床 夾具的應(yīng)用范圍 一般可分為通用夾具 專用夾具和可調(diào)整式夾具等 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具 如車床上的卡盤 銑床上的 回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 分度頭 頂尖座等 它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了 具有一定的通用性 可以用 來(lái)安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整 但是 在實(shí)際 生產(chǎn)中 通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要 或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必 須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn) 或者由于工件的形狀 加工的要求等的不同須專 門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具 以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要 用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的 其功 用主要有下列幾個(gè)方面 1 保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng) 時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分 2 采用專用夾具后 安裝工件和轉(zhuǎn) 換工位的工作都可以大為簡(jiǎn)化 不再需要畫線和找正 縮短了工序的輔助時(shí)間并 且節(jié)省了畫線這個(gè)工序 從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率 在生產(chǎn)中由于采用了多工件平 行加工的夾具 使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間 相同 采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具 可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí) 進(jìn)行其它工件的裝卸工作 從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合 總之 隨著專用 夾具的采用和進(jìn)一步改善 可以有效地縮短工序時(shí)間 滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要 3 采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 例如在普通車床上附加鏜模夾具后 便可以代替鏜床工作 裝上專用夾具后可以車削成型表面等 以充分發(fā)揮通用機(jī) 床的作用 4 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 保障安全生產(chǎn) 根據(jù)生產(chǎn)需要 采用一些氣動(dòng) 液壓 或其它機(jī)械化 自動(dòng)化程度較高的專用夾具 對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 保障生產(chǎn) 安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用 加工大型工件時(shí) 例如加工車床床身上 下兩面上的螺孔 需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工 勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全 采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆床家具后 就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 保障生產(chǎn) 安全的目的 4 2 夾具的發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物 從英國(guó)莫里斯的 工藝 美術(shù)運(yùn)動(dòng) 到德國(guó)的包豪斯設(shè)計(jì)革命以及美國(guó)的廣泛傳播與推廣 工業(yè)設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)了醞釀 探索 形成 發(fā)展百余年的歷史滄桑 時(shí)至今日 工業(yè)設(shè)計(jì)已成 為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科 并且有一套完整的研究體系 1980 年國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì) ICSID 給工業(yè)作了明確定義 就批 量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言 憑借訓(xùn)練 技術(shù)知識(shí) 經(jīng)驗(yàn)及視覺感受 而預(yù)示材料 結(jié)構(gòu) 構(gòu)造 形態(tài) 色彩 表面加工 裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格 叫做工業(yè)設(shè)計(jì) 根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況 工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面 進(jìn)行工作 而且需要工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)包裝 宣傳 展示 市場(chǎng)開發(fā)等問題的解決 付出自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力時(shí) 這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇 材料 結(jié)構(gòu) 工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ) 一方面 技術(shù)制約著設(shè)計(jì) 另一方面 技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì) 從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看 技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ) 還具有其本身的 功能 作用 只要善于應(yīng)用材料的特性 予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形 式和適當(dāng)?shù)募庸すに?就能夠創(chuàng)造出實(shí)用 美觀 經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品 即在產(chǎn)品中發(fā) 揮技術(shù)潛在的 功能 任何設(shè)計(jì)都是時(shí)代的產(chǎn)物 它的不同的面貌 不同的特征反映著不同歷史 時(shí)期的科學(xué)技術(shù)水平 技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo) 新材料 新工藝的出現(xiàn) 必然給產(chǎn)品帶來(lái)新的結(jié)構(gòu) 新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格 材料 加工工藝 結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的 某個(gè)環(huán)節(jié)的變革 便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化 現(xiàn)在 機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn) 機(jī)械加工工 藝以各個(gè)工廠的具體情況不同 其加工的規(guī)程也有很大的不同 突破已往的死 模式 使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過(guò)程 也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提 高 制定加工工藝雖可按情況合理制定 但也要滿足其基本要求 在保證產(chǎn)品 質(zhì)量的前提下 盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本 并在充分利用本工廠 現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上 盡可能采用國(guó)內(nèi) 外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn) 還應(yīng)保證 操作者良好的勞動(dòng)條件 但我國(guó)現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)編制工 藝 多半不規(guī)定工步和切削用量 工時(shí)定額也憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定 十分粗略 缺乏 科學(xué)依據(jù) 難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占 工件種類總數(shù)的 85 左右 現(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(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng) 然而 一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾 具 一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里 約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具 另 一方面 在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中 每隔 3 4 年就要更新 50 80 左右專用夾 具 而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 10 20 左右 特別是近年來(lái) 數(shù)控機(jī)床 加工 中心 成組技術(shù) 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新加工技術(shù)的應(yīng)用 對(duì)機(jī)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(zhǔn)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 能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具 4 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具 5 采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置 以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提 高勞動(dòng)生產(chǎn)率 6 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化 高效化 精密化和柔性化等 四個(gè)方面 利用更好的夾具 可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 提高加工精度 減少?gòu)U品 可以 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 改善操作的勞動(dòng)條件 因此 夾具是機(jī)械制造中的一項(xiàng) 重要的工藝裝備 一個(gè)好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件 為了讓夾具有 更好的發(fā)展 夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn) 學(xué) 研協(xié)作的力度 加快用高新技術(shù)改造和 提升夾具技術(shù)水平的步伐 創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站 充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) 與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù) 主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系 爭(zhēng)取合資 與合作 引進(jìn)技術(shù) 這是改造和發(fā)展我國(guó)夾具行業(yè)較為行之有效的途徑 參考文獻(xiàn) 1 裘愉 組合機(jī)床 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 2 金振華 組合機(jī)床及其調(diào)整與使用 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 3 沈延山 生產(chǎn)實(shí)習(xí)與組合機(jī)床設(shè)計(jì) 大連 大連理工大學(xué)出版社 1989 4 上海市大專院校機(jī)械制造工藝學(xué)協(xié)作組編著 機(jī)械制造工藝學(xué) 福建科學(xué) 技術(shù)出版社 1996 5 王華坤 范元?jiǎng)?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 北京 兵器工業(yè)出版社 2000 6 馮辛安 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 7 陳日曜 機(jī)械原理 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 8 方子良 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 上海 上海交通大學(xué)出版社 2004 9 劉秋生 李忠文 液壓傳動(dòng)與控制 北京 宇航出版社 1994 10 陳于萍 周兆元 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 11 東北重型機(jī)械學(xué)院等 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海 上?？萍技夹g(shù)出版社 1979 12 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 聯(lián)合編寫組 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1987 13 王先逵 機(jī)械制造工藝學(xué) 上下冊(cè) 北京 清華大學(xué)出版社 1989 14 崇凱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 15 黃如林 汪群 金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 16 魯屏宇 工程圖學(xué) 17 馮辛安 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 18 Gell Maurice Materials Science and Engineering 1995 A204 246 251 19 X Chen J W Hutchinson M Y He A G Evans Acta Mater 51 2003 2017 1 XX 大 學(xué) 設(shè) 計(jì) 論 文 題 目 分度扇形板工藝及 鉆 3 16 孔夾具設(shè)計(jì) 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 2 目錄 目錄 2 1 緒 論 3 2 分度扇形板的分析 4 2 1 分度扇形板的工藝分析 4 2 2 分度扇形板的工藝要求 4 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 3 1 加工工藝過(guò)程 6 3 2 確定各表面加工方案 6 3 2 1 影響加工方法的因素 6 3 2 2 加工方案的選擇 7 3 3 確定定位基準(zhǔn) 7 3 3 1 粗基準(zhǔn)的選擇 7 3 4 工藝路線的擬訂 8 3 4 1 工序的合理組合 8 3 4 2 工序的集中與分散 9 3 4 3 加工階段的劃分 9 3 4 4 加工工藝路線方案的比較 10 3 5 分度扇形板的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的 確定 11 3 5 1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 11 3 3 5 2 分度扇形板的偏差計(jì)算 12 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 13 4 夾具設(shè)計(jì) 20 4 1 研究原始質(zhì)料 20 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 20 4 3 鉆削力及夾緊力的計(jì)算 20 4 4 誤差分析與計(jì)算 21 4 5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 22 5 心得體會(huì) 23 6 參考文獻(xiàn) 24 4 1 緒 論 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其夾具設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通 3 年所學(xué)的知識(shí) 將理論與實(shí) 踐相結(jié)合 對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練 為我們即將走向自己的工畢業(yè)設(shè)計(jì)打 下良好的基礎(chǔ) 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法 是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件 它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量 生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益 生產(chǎn)規(guī)模的大小 工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn) 因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù) 在編制工藝時(shí)須保證其合理性 科學(xué)性 完善性 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率 改善工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度 降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置 其作用是使工件 相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置 并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變 它們 的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義 因此在大批量生產(chǎn)中 常采用專用夾具 而本次對(duì)于分度扇形板加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是 完成分度扇形板零件加工工藝規(guī)程的制定 完成鉆孔專用夾具的設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)分度扇形板零件的初步分析 了解其零件的主要特點(diǎn) 加工難易程 度 主要加工面和加工粗 精基準(zhǔn) 從而制定出分度扇形板加工工藝規(guī)程 對(duì) 于專用夾具的設(shè)計(jì) 首先分析零件的加工工藝 選取定位基準(zhǔn) 然后再根據(jù)切 銷力的大小 批量生產(chǎn)情況來(lái)選取夾緊方式 從而設(shè)計(jì)專用夾具 5 2 分度扇形板的分析 2 1 分度扇形板的工藝分析 分度扇形板是一個(gè)很重要的零件 因?yàn)槠淞慵叽绫容^小 結(jié)構(gòu)形狀較復(fù) 雜 但其加工孔和表面的精度要求較高 上下表面 圓弧表面都有粗糙度要求 精度要求較高 此外還有 44 00 021 孔要求加工 對(duì)精度要求也很高 孔粗糙 度要求都是 6 1Ra 所以都要求精加工 其小頭孔與下平面有平行度的公差要 求 和 44 00 021 孔有對(duì)稱度公差要求 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 因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的 2 2 分度扇形板的工藝要求 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 圖 2 1 分度扇形板的零件圖 6 圖 2 2 分度扇形板的零件實(shí)體圖 該零件需要切削加工的地方有 5 個(gè)處 平面加工包括分度扇形板上端面 下端面 孔系加工包括 44 00 021 小孔 16 和分度扇形板兩個(gè)外圓弧面的 加工 不去除材料加工上下兩個(gè)表面 以平面為主有 分度扇形板上端面的粗 精銑加工 其粗糙度要求是 Ra 6 3 下端面的粗 精銑加工 其粗糙度要求是 Ra 3 2 分度扇形板 R96 弧面采用數(shù)控機(jī)床加工 其粗糙度要求是 Ra 3 2 孔系加工有 44 00 021 孔的粗鏜 半精鏜 精鏜加工 并且進(jìn)行倒角 1x45 其表面 粗糙度為 Ra 1 6 16 孔鉆 鉸加工 其表面粗糙度要求 1 6Ra 并且與下端面的平行度要 求為 0 016 m 與 44 00 021 的對(duì)稱度為 0 1 m 分度扇形板毛坯的選擇用鑄造 因?yàn)樯a(chǎn)率較高 所以可以免去每次造型 單邊余量一般在 3 5 4mm 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 3 由于是中批量生產(chǎn) 上面主要是對(duì)分度扇形板零件的結(jié)構(gòu) 加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分 析 選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式 從而為工藝規(guī) 程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備 7 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知 該分度扇形板零件的主要加工表面是平面 孔系 一般 來(lái)說(shuō) 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)于分度扇 形板來(lái)說(shuō) 加工過(guò)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)系以及槽的各尺寸精度 由上面的一些技術(shù)條件分析得知 分度扇形板的尺寸精度 形狀精度以及 位置關(guān)系精度要求都不是很高 這樣對(duì)加工要求也就不是很高 3 2 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)使加工的勞 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)分度扇 形板的加工工藝來(lái)說(shuō) 應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和軸向孔系加工精度要求的加 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 3 2 1 影響加工方法的因素 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 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 柴油機(jī)連桿小頭孔的加工 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 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 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 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)要求來(lái)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 63 m 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 8 3 2 2 加工方案的選擇 由參考文獻(xiàn)機(jī)械制造工藝機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)表 2 6 可以確定 平面 的加工方案為 粗銑 精銑 79IT 粗糙度為 Ra6 3 1 6 一般不淬 硬的平面 精銑的粗糙度可以較小 故上下端面可用粗銑 精銑 由參考文獻(xiàn)機(jī)械制造工藝機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)表 2 5 可以確定 44 00 021 孔的表面粗糙度要求為 1 6 則選擇孔的加方案序?yàn)?粗鏜 半 精鏜 精鏜 并且進(jìn)行倒角 1x45 小孔 16 加工方法 零件毛坯不能直接鑄出孔 只能鑄出一個(gè)小坑 以便在以后加工時(shí)找正其中心 但其表面粗糙的要度求為 6 1 Ra 并且其孔 徑較小 所以選擇加工的方法是鉆 鉸 精鉸 R96 圓弧面的加工方法 采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工 3 3 確定定位基準(zhǔn) 3 3 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 位子符合圖紙要求 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求 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 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn) 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 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 5 便于裝夾原則 6 保證不加工表面位置準(zhǔn)確原則 7 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則 要從保證孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 能保證分度扇形板 在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位 從分度扇形板零件圖分析可 知 主要是選擇加工分度扇形板上下底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn) 故這里選用分度扇形板的下端面做為粗基準(zhǔn) 3 3 2 精基準(zhǔn)選擇的原則 9 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 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(lái)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 互為基準(zhǔn)的原則 當(dāng)兩個(gè)表面位置精度以及它們自身的尺寸與形狀精度 都要求很高時(shí) 可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工 4 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 在加工 時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn) 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(jiǎn)單等 要從保證孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 能保證分度扇形板 在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位 從分度扇形板零件圖分析可 知 它的上端面與 44 00 021 適于作精基準(zhǔn)使用 但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定 位限制工件自由度不夠 如果使用典型的一面兩銷定位方法 則可以滿足整個(gè) 加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求 所以再在分度盤上加上一個(gè) 定位銷 這樣零件的六個(gè)自由度就都限制好了 綜上所述 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 度并使裝夾方便 3 4 工藝路線的擬訂 對(duì)于批量生產(chǎn)的零件 一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn) 分度扇形板的加 工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn) 具體安排是先以孔和面定位粗加工分 度扇形板上下端面 再精加工上下端面 后續(xù)工序安排都應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔等原則 3 4 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(guò)程的工序數(shù) 確定工序數(shù)的基本原則 工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單 有利選擇最合理的切削用量 便于采用通用設(shè)備 簡(jiǎn)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(zhǎng) 生產(chǎn)管理復(fù)雜 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(jiǎn)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 10 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(jiǎn)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(jiǎn)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 809c 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 mg2 3 4 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 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(jiǎn)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 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單 有利選擇最合理的切削用量 便于采用通用設(shè)備 簡(jiǎn)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)水平要求不 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(zhǎng) 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(jiǎn)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(jiǎn)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(guò)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 3 4 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(guò)程劃分為幾個(gè)階段 粗加工階段 11 粗加工的目的是切去絕大部分多于的金屬 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 選用大的切前用量 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 Ra160 100 m 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 25 m 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)床小的切前用量 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 25 m 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(guò)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空之類的粗加工 3 4 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 見下 1 工藝路線方案一 工序 1 粗銑零件的上端面 以下端面為粗基準(zhǔn) 工序 2 粗銑零件的下端面 以下端面為粗基準(zhǔn) 工序 3 精銑零件的下端面 以上端面為精基準(zhǔn) 工序 4 精銑零件的上端面 以下端面為精基準(zhǔn) 12 工序 5 對(duì) 44 00 021 孔進(jìn)行鉆孔 以下端面為基準(zhǔn) 工序 6 對(duì) 44 00 021 孔進(jìn)行擴(kuò)孔 以下端面為基準(zhǔn) 工序 7 對(duì) 44 00 021 孔進(jìn)行粗鉸 以下端面為基準(zhǔn) 進(jìn)行倒角 1X45 以上 下端面為基準(zhǔn) 工序 16 用數(shù)控機(jī)床加工 R96 外圓弧 以下端面和孔為基準(zhǔn) 工序 9 中檢 工序 10 對(duì) 16 孔空進(jìn)行鉆 鉸 精鉸 以 44 00 021 孔和下端面為基 準(zhǔn) 工序 11 清洗表面 工序 12 剔除毛刺 工序 13 終檢 工藝路線方案二 工序 1 用數(shù)控機(jī)床加工 R96 外圓弧 以下端面和孔 44 00 021 為基準(zhǔn) 工序 2 粗精銑上端面 以 R96 外圓弧為基準(zhǔn) 工序 3 粗精銑下端面 以 R96 外圓弧和上端面為基準(zhǔn) 工序 對(duì) 44 00 021 孔進(jìn)行粗鏜 半精鏜 精鏜 并且進(jìn)行倒角 1x45 以又端面為基準(zhǔn) 工序 4 對(duì) 16 孔空進(jìn)行鉆 鉸 精鉸 以 44 00 021 孔和下端面為基準(zhǔn) 工序 5 對(duì) 44 00 021 孔進(jìn)行粗鏜 半精鏜 精鏜 并且進(jìn)行倒角 1x45 工序 11 清洗表面 工序 12 剔除毛刺 工序 13 終檢 3 工藝方案比較與分析 從工序可以看出 方案二由于銑面夾具設(shè)計(jì)非常難造價(jià)太高 并且由于 16 和 44 00 021 有對(duì)稱度要求 故應(yīng)先加工 44 00 021 再鉆 16 的孔 還有對(duì)于倒角 我們應(yīng)把倒角放在精鉸前 通過(guò)以上分析 方案一為合理 經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案 3 5 分度扇形板的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確 定 分度扇形板的毛胚采用的是 HT200 制造 其材料是 HT200 最小抗拉強(qiáng)度 200 生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn) 采用鑄造毛坯 13 3 5 1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 分度扇形板為鑄造件 對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求 1 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低 因此零件上只有與其它 機(jī)件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工 其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面 2 工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致 3 便于裝夾 加工和檢查 4 結(jié)構(gòu)要求統(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 3 5 2 分度扇形板的偏差計(jì)算 分度扇形板上下端面的偏差及加工余量計(jì)算 鑄件尺寸公差為 CT13 公差為 8mm 加工余量等級(jí)為 H 加工余量數(shù)值上 下面都為 4 5mm 所以鑄造出來(lái)的實(shí)際尺寸一般是在設(shè)計(jì)尺寸上下波動(dòng) 上下端面加工余量的計(jì)算 根據(jù)工序要求 其加工分粗 精銑加工 粗銑 由機(jī)械余量加工手冊(cè)知 其單邊余量值規(guī)定為 1 4 1 16mm 現(xiàn)取 1 16mm 可知其粗銑時(shí)精度等級(jí)為 IT12 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 0 21m 根 據(jù)毛胚的實(shí)際尺寸來(lái)定粗銑工步 精銑 由機(jī)械余量加工手冊(cè)知 其單邊余量值規(guī)定為 0 7mm 44 00 021 孔的偏差及加工余量計(jì)算 44 00 021 孔的偏差及加工余量計(jì)算 44 00 021 孔的偏差及加工余量計(jì)算 該孔精度要求為 IT7 由考參考文獻(xiàn) 1 知確定工序尺寸及余量為 鉆孔 40mm 2Z 1mm 擴(kuò)鉆 42 32mm 2Z 1 16mm Z 為單邊余量 鉸 44 00 021 2Z 0 2mm 鑄件毛坯孔的基本尺寸分別為 44 1 1 16 0 2 19mm 3 16 孔孔的偏差及加工余量計(jì)算 該孔精度設(shè)為為 IT7 由考參考文獻(xiàn) 1 知確定工序尺寸及余量為 鉆孔 14 32mm 粗鉸 15 96mm 2Z 0 16mm Z 為單邊余量 14 精鉸 16H7mm 2Z 0 04mm Z 為單邊余量 該孔就可達(dá)到精度要求 4 外圓弧表面沿軸線長(zhǎng)度加工余量及公差 外圓弧表面沿軸線長(zhǎng)度加工余量及公差 精銑所能達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度為 IT16 IT9 表面粗糙度 外圓弧的加工工序是 先粗銑 后精銑 粗銑 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 取其加工余量為 1 2mm 精銑 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 取其加工余量為 0 16mm 鑄件外圓弧 R 取 100mm 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 粗銑零件的上端面 以下端面為粗基準(zhǔn) 選用 X63 臥式銑床加工 選 用專用夾具 1 1 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀 刀片采用 YG16 map5 1 d40 min 125v4 z 2 決定銑削用量 1 決定銑削深度 ap5 2 決定每次進(jìn)給量及切削速度 15 根據(jù) X63 型銑床說(shuō)明書 其功率為為 7 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz in48 631510rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 1600wn min 3 140751vw 當(dāng) 1600r min 時(shí)nrzfwm 607542 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf 3 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l20l41ml32 7 7531 xfntwm 工序 2 粗銑零件的下端面 以上端面為粗基準(zhǔn) 選用 X63 臥式銑床加工 選 用專用夾具 1 1 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀 刀片采用 YG16 map5 1 d40 min 125v4 z 2 決定銑削用量 4 決定銑削深度 ap5 1 5 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X63 型銑床說(shuō)明書 其功率為為 7 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz in48 631510rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 1600wn 16 min 3 140751dnvw 當(dāng) 1600r min 時(shí) rznfwm 607542 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf 6 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l20l41ml32 7 7531 xfntwm 工序 3 精銑零件的下端面 以上端面為精基準(zhǔn) 選用 X63 臥式銑床加工 選 用專用夾具 1 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)mdw40 14 Z 銑削深度 pam5 2 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 73 取f maf 2 0 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 161 取V sV5 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 239401 3650rdV in r 實(shí)際銑削速度 smn 23 560 進(jìn)給量 fVZaff 7 1 2514 0 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m in207 sVf 由工序 5 可知 l329 l1ml2 走刀次數(shù)為 1 17 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt min53 02 743921 mjfl 工序 4 精銑零件的上端面 以下端面為精基準(zhǔn) 選用 X63 臥式銑床加工 選 用專用夾具 1 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)dw40 14 Z 銑削深度 pam5 2 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 73 取f maf 2 0 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 161 取V sV5 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 239401 3650rdV in r 實(shí)際銑削速度 smn 23 560 進(jìn)給量 fVZaff 7 1 2514 0 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m in27 sVf 由工序 5 可知 l329 l1ml2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt in53 0 743921 mjfl 工序 5 對(duì) 44 00 021 孔進(jìn)行鉆孔 以下端面為基準(zhǔn) 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2 7 當(dāng)鋼的 f MPab8 時(shí) 由于本零件在加工 孔時(shí)md20 r 47 0 39 m25 屬于低剛度零件 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0 160 則 rf 35 0 29 5 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書 現(xiàn)取 rmf 切削速度 根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所以min 18v 18 min 2 3701810rdvnws 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書 取 故實(shí)際切削速度為i 5rin 72 41032nvw 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml4l9ml2in86 025 3721 fnltwm 工序 6 對(duì) 44 00 021 孔進(jìn)行擴(kuò)孔 以下端面為基準(zhǔn) 切削深度 pam8 1 進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 52 取f rmf 2 1 切削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 53 取V sV50 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 78 214 365010rdV in 10r 實(shí)際切削速度 smn 4 600 被切削層長(zhǎng)度 lm1 刀具切入長(zhǎng)度 mctgctgkdDr 58 21025 8 3 1 20 刀具切出長(zhǎng)度 取2l4 1ml2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt in09 15 38021 fnlj 加工加油孔機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt i26 7 jjt 由于 12jjt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 min6 02 jjt 工序 9 對(duì) 44 00 021 孔進(jìn)行精鉸 進(jìn)行倒角 1X45 以下端面為基準(zhǔn) 切削深度 pa 19 進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 516 取f rmf 0 3 51 rmf 5 1 切削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 60 取V sV 7 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 2114 360701rdV in 30r 實(shí)際切削速度 smn 9 600 被切削層長(zhǎng)度 lm2 刀具切入長(zhǎng)度 1 mctgctgkdDr 04 21285 1 0 刀具切出長(zhǎng)度 2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 3jt min05 3 14221 fnlj 定位孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt in3 05 8 2 jjjj tt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 mi3 0j 工序 10 對(duì) R96 外圓弧進(jìn)行粗銑和精銑 以下端面和孔為基準(zhǔn) 使用專用夾具 銑刀直徑 齒數(shù)dw16 6 Z 銑削深度 pam3 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 77 取f Zmaf 2 0 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 1616 取V sV3 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 126504 310rdV mi 150rn 實(shí)際銑削速度 smn 39 601 0 進(jìn)給量 fVZaff 52 20 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 mf min 180 3sVf 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 其中 2jt i46 1802 0 mjfD D260 因?yàn)?12jjt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 j in46 2 jjt 工序 12 對(duì) 16 孔空進(jìn)行鉆 粗鉸 精鉸 以 44 00 021 孔和下端面為 基準(zhǔn) 使用專用夾具 機(jī)床 臺(tái)式鉆床 406ZA 刀具 根據(jù)參照參考文獻(xiàn) 3 表 4 3 9 選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度 pam 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 查得 進(jìn)給量 切削速度3 2 0 2 fmr sV 36 0 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n in 14784 36010rdV 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 31 取 n 實(shí)際切削速度 v 0 5 106Dms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l3m 刀具切入長(zhǎng)度 1 1 2 0242rctgkctg 刀具切出長(zhǎng)度 取 2l4ml3 加工基本時(shí)間 jt124 1in0 6jLlfn 21 4 夾具設(shè)計(jì) 4 1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)鉆圓周面上 3 個(gè) 16 的孔 加工時(shí)要滿足粗糙度要求 為了保證技術(shù)要求 最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn) 同時(shí) 應(yīng)考慮如何提高產(chǎn)品生產(chǎn) 率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度 提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知 上下端面進(jìn)行了粗 精銑加工 44 00 021 孔進(jìn)行了粗 半精 精鏜加工 因此 定位 夾緊方案有 方案 即一面 心軸和銷定位 夾緊方式選用螺母開口墊圈在心軸上夾緊 圖中對(duì)孔的的加工有位置公差要求 所以我們選擇底平面 孔和銷為定位 基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)鉆模模具 從而滿足孔的加工要求 工件定位用底面和孔定位限制 5 個(gè)自由度 用削限制一個(gè)自由度 保證了 6 個(gè)自由度都得到限制 利用分度 盤轉(zhuǎn)到 可以加工出 3 個(gè)空 4 3 鉆削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用 鉆床 Z525 刀具用高速鋼刀具 由參考文獻(xiàn) 5 查表 721 可得 鉆削力公式 F f 210D f Kp 8 0 式中 D 16mm f 0 2mm r 查表 821 得 Kp 6 0 19 HB 其中 HB 449 則 Kp 1 1116 即 F f 3942 4 N 實(shí)際所需夾緊力 由參考文獻(xiàn) 5 表 12 得 12KFW 22 有 120 7 16 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有 6543210K 式中 60 為各種因素的安全系數(shù) 見參考文獻(xiàn) 5 表 12 可得 10 56 所以 Wa KxF 16160 7x1 56 1373 1692 N 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 取 1 56K 10 7 2 16 查參考文獻(xiàn) 5 1 2 26 可知壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì) 算 210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn) 5 可查得 6 2 76zr 901 052 29 其中 L 32mm 8N 螺旋夾緊力 W 0 4952 32 N 由上述計(jì)算易得 KW 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的 4 4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以底面 兩孔為定位基準(zhǔn) 要求保證被加工和孔粗糙度為 1 6 由 參考文獻(xiàn) 5 可得 圓柱位銷的定位誤差 由于是孔的誤差引起取 0 03mm 夾緊誤差 cos minaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNl 查 5 表 1 2 15 有 10 4 0 42 0 7zKC cos8jym 磨損造成的加工誤差 Mj 通常不超過(guò) 5 23 夾具相對(duì)刀具位置誤差 AD 取 m01 5 分度誤差 1 直線分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知 Smin S X 1 X2 e Smax S X 1 X2 e 所以 F 2 X1 X2 e 2 回轉(zhuǎn)分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知 a 4artcg f 4 2X 3 4R 誤差總和 0 070mm 滿足要求 4 5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在鉆床上加工孔 工件以端面 一孔 一銷為定位基準(zhǔn) 在定 位環(huán)上實(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(jiǎn)單 夾緊可靠 擰緊開口墊圈旁的螺母 可以使工件與分度機(jī)構(gòu)貼緊 擰緊另一個(gè) 螺母整個(gè)裝配體就夾緊了 這樣就可以開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行第一個(gè)孔的加工 先鉆孔 然后換刀具進(jìn)行鉸孔 這樣一個(gè)孔就加工好了 旋轉(zhuǎn)螺套 使分度盤與加具體 之間有空隙 這樣拔出對(duì)位銷就可以旋轉(zhuǎn)分度盤 旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)孔 松開對(duì)位 銷反轉(zhuǎn)螺套直到不能再轉(zhuǎn) 這樣就可以進(jìn)行加工第二個(gè)孔 用同樣的方法加工 第三個(gè)孔 加工完后 松開開口墊圈旁的螺母 開口墊圈取下 換上下一個(gè)工 件 如此往復(fù)進(jìn)行 此次設(shè)計(jì)是對(duì)分度扇形板零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì) 其零件為鑄造 具 有體積小 零件復(fù)雜的特點(diǎn) 由于面比孔易加工 在制定工藝規(guī)程時(shí) 就先加 工面 再以面為基準(zhǔn)來(lái)加工其它 其中各工序夾具都采用專用夾具 特別的對(duì) 于加工 16 孔工序中 選一面兩銷的定位方式 并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式 夾緊 其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 方便且能滿足要求 24 5 心得體會(huì) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì) 使我對(duì)零件制造過(guò)程 加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都有了更 進(jìn)一步的認(rèn)識(shí) 也加深了對(duì)大學(xué)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解 課程設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí) 際的最有效方法 是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量 老師教育成效最直接的方法 在具體 設(shè)計(jì)過(guò)程中 必須考慮到方方面面的問題 可能在理論上正確無(wú)誤的設(shè)計(jì) 在 實(shí)際中往往存在各種問題 這樣 在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理 在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作 而不僅僅考慮理論上的可行性 課程設(shè)計(jì)使我學(xué) 會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn) 在本次設(shè)計(jì)中 考慮到零件的加工難易 材料 成本等問題 所選用的零 部件都是操作簡(jiǎn)單 通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件 從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的 加工 但也很有不足之處 無(wú)論怎樣 這次的課程設(shè)計(jì)使我獲益良多 過(guò)程曲 折可謂一語(yǔ)難盡 在此期間我也失落過(guò) 也曾一度熱情高漲 從開始時(shí)滿富盛 激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情 點(diǎn)點(diǎn)滴滴無(wú)不令我回味無(wú)長(zhǎng) 在這兩星期中 用到了很多專業(yè)方面的知識(shí) 這就要求我們要在先掌握的 前提下過(guò)才能運(yùn)用 學(xué)過(guò)的知識(shí)不扎實(shí)要倒回去再溫習(xí) 沒有學(xué)過(guò)的知識(shí)就需 要現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用 無(wú)形之中對(duì)我們的要求就提高了 所謂先付出再收獲 兩星期下 來(lái)突然覺得自己學(xué)到了很多知識(shí) 看到自己設(shè)計(jì) 編輯出來(lái)的東西感到很欣慰 再則 在這期間 通過(guò)與同學(xué)一起研究探討 互相學(xué)習(xí) 更加理解孔子論語(yǔ)中 三人行 必有我?guī)?三個(gè)臭皮匠 頂個(gè)諸葛亮 深感團(tuán)隊(duì)的力量遠(yuǎn)大于單 個(gè)人 無(wú)論個(gè)人有多么強(qiáng)悍 在討論的過(guò)程中加深了同學(xué)間的友誼 增進(jìn)了彼 此的了解 這也讓我銘記在以后學(xué)習(xí) 工作要互相幫助 單靠自己一個(gè)人是做 不出什么很大成就的 25 6 參考文獻(xiàn) 1 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 2 吳拓 方瓊珊 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 2005 3 孫本緒 熊萬(wàn)武 機(jī)械加工余量手冊(cè) 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 1999 4 李云 機(jī)械制造工藝及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 19916 5 王光斗 王春福 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2000 6 熊良山 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 華中科技大學(xué)出版社 2000 7 倪國(guó)良 機(jī)械制圖 江西高校出版社 2007 16 楊寧寧 AUTO CAD 機(jī)械制圖 清華大學(xué)出版社 2009 9 魏斯亮 李時(shí)駿 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京理工大學(xué)出版社 2007