2278 泵殼零件機械加工工藝過程及3-M6螺紋孔加工用夾具設(shè)計

2278 泵殼零件機械加工工藝過程及3-M6螺紋孔加工用夾具設(shè)計,零件,機械,加工,工藝,過程,進程,m6,螺紋,羅紋,工用,夾具,設(shè)計 1前 言加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設(shè)計和使用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項重要任務(wù)。課題背景及發(fā)展趨勢材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學(xué)的觀點看，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?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能” 。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)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計的內(nèi)容按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:(1)定位元件及定位裝置；(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機構(gòu))； (3)夾具體；(4)對刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對刀裝置及靠模裝置等)；(5)動力裝置；(6)分度,對定裝置；(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)；每個夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機構(gòu),例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。專用夾具的設(shè)計主要是對以下幾項內(nèi)容進行設(shè)計：（1）定位裝置的設(shè)計；（2）夾緊裝置的設(shè)計；（3）對刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計；（4）夾具體的設(shè)計；（5）其他元件及裝置的設(shè)計。232 泵殼零件加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1 零件的工藝分析零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好。需要加工表面以及加工表面的位置要求?，F(xiàn)分析如下：泵殼鑄件圖4泵殼加工圖（1）主要加工面：1）銑上平面 B,保證尺寸 40mm2）銑側(cè)面 C 保證尺寸 27mm3）銑側(cè)面 D 保證尺寸 68mm4）銑底面 D 保證尺寸 58mm5）鉆側(cè)面(D 面)M36 螺紋孔5）鉆側(cè)面(C 面)3—M6 螺紋孔5）鉆上平面（B 面）2—φ11 孔5）鉆下平面 4—φ8 孔（2）主要基準面：1）以下平面為基準的加工表面這一組加工表面包括：泵殼零件上表面各孔、泵殼零件上表面2）以下平面為基準的加工表面這一組加工表面包括：主要是下平面各孔及螺紋孔2.2 泵殼零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施機體是機器和部件的基礎(chǔ)零件,由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運動.5各種泵殼類零件由于功用不同,形狀結(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)上也存在著相同的特點 :1.尺寸一般泵殼尺寸一般,中等.2.形狀復(fù)雜其復(fù)雜程度取決于安裝在泵殼上的零件的數(shù)量及在空間的相互位置,為確保零件的載荷與作用力,盡量縮小體積.有時為了減少機械加工量或減輕零件的重量,而又要保證足夠的剛度,常在鑄造時減小壁的厚度,再在必要的地方加筋板.凸臺.凸邊等結(jié)構(gòu)來滿足工藝與力的要求.3.精度要求有若干個尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，這些平面和孔的加工質(zhì)量將直接影響機器的裝配精度，使用性能和使用壽命。4．有許多緊固螺釘安裝孔。這些孔雖然沒有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有時給加工帶來很大的困難。由于泵殼有以上共特點，故機械加工勞動量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大，例如泵殼在鉆時，要如何保證位置度問題，都是加工過程較困難的問題。二．泵殼的材料、毛坯及熱處理1、 毛坯種類的確定。常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、 焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，一般要綜合考慮以下幾個因素：（1）依據(jù)零件的材料及機械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。（2） 依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。（3） 依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。6（4）確定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。本泵殼是大批量的生產(chǎn)，材料為 HT200 用鑄造成型。2．毛坯的形狀及尺寸的確定：毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題：（1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。（2）為了提高機械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。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，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。3．毛坯的材料熱處理長期使用經(jīng)驗證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟上的優(yōu)點，通常泵殼材料采用灰口鑄鐵。最常用的是 HT200，HT25~47 ，當(dāng)載荷較大時，采用 HT30~54，HT35~61 高強鑄鐵。泵殼的毛坯大部分采用整體鑄鐵件.毛坯未進入機械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對毛坯應(yīng)進行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進行時效處理。毛坯鑄造時，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的泵殼毛坯還應(yīng)該達到規(guī)定的化學(xué)成分和機械性能要求。2.2.1 確定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。由于年產(chǎn)量為 6000 件，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)7的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。2.2.2 基面的選擇（1）粗基準的選擇 對于本零件而言，按照互為基準的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準，可用裝夾對肩臺進行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準，以限制 z、z 、y、y、五個自由度。再以一面定位消除 x、向自由度，達到定位,目的。（2）精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準。2.2.3 確定工藝路線表 2.1 工藝路線方案一工序 1 粗,精銑上平面(B 面)至尺寸工序 2 粗,精銑下平面(E 面)工序 3 粗,精銑側(cè)面平面(D 面)工序 4 粗,精銑側(cè)面平面(C 面)工序 5 鉆 D 面 M36 底孔,攻螺紋工序 6 鉆上平面（B 面）2—φ11 孔工序 7 鉆側(cè)面(C 面)3—M6 螺紋孔工序 8 鉆下平面(E 面 )4—φ8 孔工序 9 鉗工,去除銳邊毛剌工序 10 檢驗加工完上下平面再加工各孔。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動提高了生產(chǎn)效率。而且對于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。采用互為基準的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第一條工藝路線， 加工不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非平行這個問題。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行。如果選取第二條工藝方案，先加工上、下平面，然后以這些已加工的面為精基準，加工其它各孔便能保證孔的形位公差要求從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)第二個方案比較合理。所以我決定以第二個方案進行生產(chǎn)。具體的工藝過程見工藝卡片所示。2.2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定主軸泵殼的材料是 HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造, 8毛坯尺寸的確定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本設(shè)計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。1）加工泵殼的上平面(B 面)和下平面(E 面)，考慮加工余量 5mm，粗加工 3mm到鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工 2mm，2）加工的側(cè)面(D 面) 和(C 面)時，用銑削的方法加工兩側(cè)面。由于側(cè)面的加工表面有粗糙度的要求表面粗糙度 3.2，而銑削的精度可以滿足，故采取分二次的銑削的方式，粗銑削的深度是 3mm，精銑削的深度是 2mm3）鉆 D 面 M36 底孔,攻螺紋，鉆底孔,攻絲就可達到要求。4）加工 2－φ11 孔時，根據(jù)參考文獻[8]表 4-23 考慮加工余量 11mm。可一次鉆削加工余量 5mm，第二次擴孔就可達到要求。5）加工 3－M6 螺紋孔時，鉆底孔。可一次鉆削底孔，第二次攻絲就可達到要求。6）加工 4－φ8 孔時，可一次鉆削加工余量 5mm，第二次擴孔就可達到要求。，可達到要求。92.2.5 確定切削用量工序 1：粗,精銑上平面(B 面)至尺寸（1）加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機床：X52K 立式銑床。查參考文獻[7]表 30—34刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ，D=50mm ，齒數(shù) ，15YT8Z?此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=5mm所以銑削深度 ： =5mmpa每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻，取 銑削速度 ：參照參考文獻[7]f 0.12/famZ?V表 30—34，取 。1.3/Vms?機床主軸轉(zhuǎn)速 ： 式（2.1）n0d?式中 V—銑削速度；d—刀具直徑。由式 2.1 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n=10n??min/50814.36rX?按照參考文獻[3]表 3.1-74 實際銑削速度 ：v sn/3.16.0d進給量 ： fVZaff 80/5812.??工作臺每分進給量 ： m min/4sVf根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 20min工序 2 :粗,精銑下平面(E 面)加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機床： X52K 立式銑床。參考文獻[7]表 30—31刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： ， ，齒數(shù) 12，此為細15YT0Dm?齒銑刀。因其單邊余量：Z=5mm所以銑削深度 ： =5mmpa10每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]表 30—31，取fa 0.8/famZ?銑削速度 ：參照參考文獻[7]表 30—31，取V32Vs機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（2.1）有：n100.3261/in14rd????按照參考文獻[7]表 3.1-31 75m?實際銑削速度 ：v.0.4/06ns?進給量 ，由式（ 1.3）有：fV.1527/60.25/ffVaZnms?工作臺每分進給量 ： mf2./3ins?根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 20min工序 3：粗,精銑側(cè)面(D 面)加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機床：X52K 立式銑床。查參考文獻[7]表 30—34刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)15YT0Dm?，此為粗齒銑刀。8Z?因其單邊余量：Z=5mm所以銑削深度 ： =5mmpa每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3] 表 2.4-75，取 銑削速度 ：參照參f 0.12/faZ?V考文獻[7]表 30—34，取 。1.3/Vms?由式 2.1 得機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10.60254/in4nrd????按照參考文獻[3]表 3.1-74 3?實際銑削速度 ：v.11.7/060nms?進給量 ： fV.283/4.8/ffaZ??工作臺每分進給量 ：m.2infVs?根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 20min 工序 4: 粗,精銑側(cè)面(C 面)加工條件：工件材料： HT200，鑄造。11機床： X52K 立式銑床。由參考文獻[7]表 30—31刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： ， ，齒數(shù) 12，此為細15YT0Dm?齒銑刀。因其單邊余量：Z=5mm所以銑削深度 ： =5mmpa每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]表 30—31，取f 0.8/faZ?銑削速度 ：參照參考文獻[7]表 30—31，取V32Vms機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（2.1）有：n100.3261/in14rd????按照參考文獻[3]表 3.1-31 75?實際銑削速度 ：v.0.4/06nms?進給量 ，由式（ 2.3）有：fV.1527/60.25/ffVaZns?工作臺每分進給量 ： mf2./3ins?根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 20min工序 5：鉆 D 面 M36 底孔,攻螺紋工件材料為 HT200 鐵，孔的直徑為 30mm。加工機床為 Z535 立式鉆床，加工工序為選用 Φ30 的麻花鉆頭。進給量 ：根據(jù)參考文獻[5]表 2.4-39，取f rmf/25.0?切削速度 ：參照參考文獻[5]表 2.4-41，取V sV43由式（2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，取01.4360821/i1nrd????90/inr根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 25min實際切削速度 ：V?03.1490.47/6dnms????工序 6：鉆上平面（B 面）2—φ11 孔工件材料為 HT200，孔的直徑為 11mm，表面粗糙度 。3.2aR??加工機床為 Z535 立式鉆床，加工工序為先鉆后擴，加工刀具為：鉆孔 ——Φ6mm 小直徑鉆。 1）確定切削用量確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-10 可查出 ，由f 0.25~.31/fmr?表12于孔深度比 ， ，故 。0/8/13.6ld?1.0lfk?(0.25~.31).025~.31/f mr??表查 Z535 立式鉆床說明書，取 。23/mr根據(jù)參考文獻[7]表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給'.7/fr?機構(gòu)允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻[7]表 28-9，max59FN允許的進給量 。"1.8/fr?由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。'f"f確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插入v mP法得：，17/invm?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5mPkW表由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。由參考文獻[7]表 28-3， ， ，故0.8v.75lv?'17/in.72(/in)v??表 ''0119m4n rd??表查 Z535 機床說明書，取 。實際切削速度為95/inr?038.37/in110mv??由參考文獻[7]表 28-5， ，故1MFTk472.472()FN?5.695.69TN???校驗機床功率 切削功率 為mP'/)mMPnk表（1.2(/28)1.02WkW??機床有效功率 ' 4.5.365E mkP???故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02dm?0.2/fr19/inr?7.35/minv?相應(yīng)地， ， 473FN51.69T??0.82mPkW根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 10min工序 7：鉆側(cè)面(C 面)3—M6 螺紋孔加工條件：工件材料：HT200，鑄造，13機床：Z535 立式鉆床刀具：高速鋼鉆頭 Φ5 絲錐 M6由于上面已經(jīng)進行了驗證了，此步驟不需要再確認了。 根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 20min工序 8:鉆下平面(E 面)4— φ8 孔根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 10min工件材料：HT200，鑄造，機床：Z535 立式鉆床刀具：高速鋼鉆頭 Φ8加工機床為 Z535 立式鉆床，加工鉆孔，加工刀具為：鉆孔——Φ8mm 小直徑鉆。 由于上面已經(jīng)進行了驗證了，此步驟不需要再確認了。 根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 10min工序 9：鉗工,去除銳邊毛剌 根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 5min工序 10：檢驗 根據(jù)參考文獻為該工序 工時為 3min3 專用夾具設(shè)計本課題主要設(shè)計 3-M6 螺紋孔加工用夾具設(shè)計,如下圖所示14、、 鉆床夾具的主要類型鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種。（1）固定式鉆模 在使用中，這類鉆模在機床上的位置固定不動，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。（2）回轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。（3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8~f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單，加工鉆模一般手工進行翻轉(zhuǎn)，所以夾具及工件應(yīng)小于 10 kg 為宜。（4）蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過 10 kg。15（5）滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。所以根據(jù)零件的加工需求采用固定式鉆模二、鉆模的設(shè)計要點(1)鉆套 鉆套是引導(dǎo)刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過程中刀具的偏斜。（2） 鉆套分 4 種類型： 固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。①固定鉆套：固定鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，位置精度較高，但磨損后不易拆卸，故多用于中、小批量生產(chǎn)。②可換鉆套 ：襯套則壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆套以間隙配合安裝在襯套中。為防止鉆套在襯套中轉(zhuǎn)動，加一固定螺釘。可換鉆套在磨損后可以更換，故多用于大批量生產(chǎn)。③快換鉆套： 具有快速更換的持點，更換時不需擰動螺釘。快換鉆套多用于同一孔需經(jīng)多個工步(如鉆、擴、鉸等)加工的情況。④特殊鉆套：用于不宜使用標(biāo)準鉆套，根據(jù)特殊要求設(shè)計的專用鉆套。根據(jù)工件加工量確定為快換鉆套。鉆床夾具的主要功能1、定位 工件在機床上加工時，首先要把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使它和刀具之間有相對正確的位置，這個過程稱為定位。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件的定位面接觸或配合實現(xiàn)。正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度要求。2、夾緊工件定位后，應(yīng)將工件固定，使其在加工過程 中保持定位位置不變，這個過程稱為夾緊。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。安裝：工件從定位到夾緊的整個過程稱為安裝。正確 的安裝是保證工件加工精度的重要條件。16其安裝一般有三種方式:1.直接找正安裝工件的定位過程可以由操作工人直接在機床上利用千分表、劃線盤等工具，找正某些有相互位置要求的表面，然后夾緊工件，稱之為直接找正安裝。直接找正安裝生產(chǎn)效率低，一般用于單件小批量生產(chǎn)。2.劃線找正安裝當(dāng)零件形狀很復(fù)雜時，可先用劃針在工件上畫出中心線、對稱線或各加工表面的加工位置，然后再按劃好的線來找正工件在機床上的位置的方法。 3.夾具安裝優(yōu)點：操作比較簡單，容易保證加工精度要求，在各種生產(chǎn)類型中都有應(yīng)用，持別是成批和大量生產(chǎn)中。鉆模設(shè)計一．工件以外圓表面定位時工件的定位基準為中心要素，最常用的定位元件有 V 形塊，半圓環(huán)，定位套，支承定位。二．定位套通常定位套的圓柱面與端面組合定位。在限制 x、y、z、x、y 五個自由度定式是間隙配合的中心定位，故對基面的精度也有嚴格要求。定位套應(yīng)用較少，常用于小型的形狀簡單的軸類零件的定位17其工件以外圓表面支承定位常用的定位元件是 V 形塊。1）角度： V 形塊的角度有 60o，90o 和 120o，90o 最為多且已標(biāo)準化。 特點：①對中性好，它可使一批工件的定位基準軸線對中在 V 形架兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準直徑的影響，并且使安裝方便。另一個特點是應(yīng)用范圍廣。無論定位基準是否經(jīng)過加工，是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V 形架定位。2)長度：V 形塊有長短之分，長 V 形塊(或兩個短 V 形塊的組合)限制工件的 4 個自由度，而短 V 形塊一般只限制 2 個自由度。3）V 形塊又有固定和活動之分，活動 V 形塊在可移動方向上對工件不起定位作用。Ｖ型塊確定夾具類型18工件在鉆床上不好夾緊，要求我們設(shè)計出夾緊裝置，設(shè)計出夾緊加工方案。我們采用立式鉆床。4.3 擬訂定位方案和選擇定位元件根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點，其定位方案為以工件以臺階面、側(cè)面和圓弧面為定位基準，選擇帶臺階面的 V 型塊，作為及其端面的定位元件。4.4 確定夾緊方案參考夾具資料，采用螺栓，V 型塊，端面夾緊工件。夾緊裝置的設(shè)計1.夾 緊 機 構(gòu)根 據(jù) 生 產(chǎn) 類 型 ， 此 夾 具 的 夾 緊 機 構(gòu) 不 宜 復(fù) 雜 ， 采 用 螺 旋 夾 緊 方 式 。 螺 栓直 徑 暫 用 M8.2.夾 緊 力 的 計 算（ 1） 加 工 兩 孔 時 受 力 分 析 加 工 時 ， 鉆 削 軸 向 力 F 與 夾 緊 力 F1 同向 ， 作 用 在 定 位 支 承 上 ， 而 鉆 削 扭 距 T1 則 有 使 工 件 緊 靠 于 可 調(diào) 支 承 之勢 ， 所 用 鉆 頭 直 徑 小 ， 切 削 力 矩 不 大 。 因 此 ， 對 加 工 此 孔 來 說 ， 夾 緊 是 可靠 的 ， 不 必 進 行 夾 緊 力 校 核 。 加 工 時 ， 鉆 削 軸 向 力 F 有 使 工 件 繞 O點 旋 轉(zhuǎn) 的 趨 勢 ， 而 鉆 削 扭 矩 T2 又 有 使 工 件 翻 轉(zhuǎn) 的 趨 勢 ， 為 防 止 上 述 兩種 趨 勢 的 發(fā) 生 ， 夾 具 的 夾 緊 機 構(gòu) 具 有 足 夠 的 夾 緊 力 和 摩 檫 力 矩 ， 為 此 需 進行 夾 緊 的 校 核 。1） 鉆 削 軸 向 力 FF=9.81Cd設(shè) f=0.25mm， 已 知 d0=11mm 其 余 參 數(shù) 查 文 獻 [5]得 ：F=9.81×61.2×11×0.250.7×0.866=2167.15（ N）2） 鉆 削 力 距 T2T=9.81=9.81×0.0311×11×0.25×0.866=9.866（ N·m）193） 使 工 件 轉(zhuǎn) 動 的 轉(zhuǎn) 距 T3 和 使 工 件 翻 轉(zhuǎn) 的 力 距 M0由 圖 4-7 知T3=FLM0=F0L1式 中 ： F0 為 翻 轉(zhuǎn) 力 ， F0=T2/L1， L1 為 翻 轉(zhuǎn) 力 臂 ，L1=L=d0/2—D0/2得 T3=FL=2167.15×0.015=32.51（ N·m）M0=F0L1=9.866/0.011（ 0.015+0.011/2-0.040/2）=0.48（ N·m）4） 防 轉(zhuǎn) 夾 緊 力 F3 和 防 轉(zhuǎn) 夾 緊 力 F3根 據(jù) 力 學(xué) 平 衡 原 理 ， 由 圖 4-7 知 ：F3fr+2Fnfr≥ KT3 F3D/2≥ FM0其 中 ， r 為 當(dāng) 量 摩 檫 半 徑 ， 查 表 3-3 得 ：r=1/3(D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm)得F3=KT3/2rf=1.5×32.51/2×0.018×0.15=9.30.56(N)F3=2KM0/D=2×1.5×0.48/0.028=51.42(N)5)夾 緊 機 構(gòu) 產(chǎn) 生 的 夾 緊 為 F3。根 據(jù) 初 步 選 用 螺 栓 直 徑 為 M6mm,由 參 考 文 獻 [9]查 得 ， 采 用 M8 的螺 栓 十 ， 許 用 夾 緊 力 F3=5800N。 F3〈 F3”， 顯 然 M6 螺 栓 無 法 滿 足 要求 。 現(xiàn) 改 用 M16 螺 栓 ， 許 用 夾 緊 力 F3=10500N， F3〉 F3”。 M8 螺 栓 可滿 足 夾 緊 要 求3.2.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在立式鉆床上加工泵殼的鉆 3-M6，工件以與此相平行的下平面為及其側(cè)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)完全定位。采用轉(zhuǎn)動 A 型壓板夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來加工另一邊。如夾具裝配圖所示。203.4 小結(jié)對專用夾具的設(shè)計，可以了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能。本夾具設(shè)計可以反應(yīng)夾具設(shè)計時應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。參考文獻[1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討，組合夾具，1982. (1)[2] 孫已德，機床夾具圖冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1984：20-23。[3] 貴州工學(xué)院機械制造工藝教研室，機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ，貴陽：貴州任命出版社，1983：42-50。[4] 劉友才，機床夾具設(shè)計[Ｍ ] ，北京：機械工業(yè)出版社，1992 。[5] 孟少龍，機械加工工藝手冊第 1 卷[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1991。[6] 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊 [M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。[7] 李洪，機械加工工藝師手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1990。[8] 馬賢智，機械加工余量與公差手冊[M] ，北京：中國標(biāo)準出版社， 1994。21[9] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M] ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1984。[10] 周永強，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)[M] ，北京：中國建材工業(yè)出版社， 2002。[11] 薛源順,機床夾具設(shè)計(第二版) [M] ,機械工業(yè)出版社 ,2003.1[12] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設(shè)計[M] ，重慶：重慶大學(xué)出版社， 1995。I摘 要通過對泵殼零件零件圖的分析及結(jié)構(gòu)形式的了解，從而對泵殼零件進行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術(shù)要求和精度分析。然后再對泵殼零件的各個加工面,加工孔位即西寧加工進行夾具設(shè)計與精度和誤差分析，該工藝與夾具設(shè)計結(jié)果能應(yīng)用于生產(chǎn)要求。 在產(chǎn)品的加工過程中，工件在夾具內(nèi)的定位和夾緊顯得特別重要。須根據(jù)六點定位對產(chǎn)品進行合理的定位，欠定位、完全定位還是過定位都須根據(jù)實際的生產(chǎn)過程決定。夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設(shè)備。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設(shè)計在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和制造成本。本文通過分析結(jié)構(gòu)特點和加工要求，制定了一套較合理的夾具設(shè)計，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟實用的工藝裝備，具有一定的實用價值。通過對各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡潔的裝置，并對各工步進行數(shù)控編程。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工，工藝流程，工藝裝備，夾具設(shè)計重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書批次、層次、專業(yè)_201102 本科、機械設(shè)計制造及自動化 校外學(xué)習(xí)中心 四川樂山校外學(xué)習(xí)中心 學(xué)生姓名_胡東平 __________ 學(xué)號 W09200782一、 畢業(yè)設(shè)計題目泵殼零件機械加工工藝過程及 3-M6 螺紋孔加工用夾具設(shè)計已知條件：某泵殼零件（見附圖 1） ，材料為 HT200，年產(chǎn)量為 6000 件，備品率為 3%，廢品率為 2%，試根據(jù)零件的各項技術(shù)要求進行該零件的機械加工工藝過程設(shè)計及 3-M6 螺紋孔加工夾具設(shè)計。二、畢業(yè)設(shè)計工作自 2011 年 9 月 1 日起至 2011 年 11 月 30 日止三、畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容要求：1、計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型根據(jù)題目中給定的零件的年產(chǎn)量計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。2、零件的分析（1）熟悉零件圖，了解零件的用途及工作條件。（2）分析零件圖上各項技術(shù)要求，確定主要加工表面。（3）加工表面的尺寸精度和形狀精度。（4）主要加工表面間的相互位置精度。（5）加工表面粗糙度及其它方面的表面質(zhì)量要求。（6）熱處理要求及其它要求。3、選擇毛坯（1）根據(jù)零件用途確定毛坯類型。（2）根據(jù)生產(chǎn)批量確定毛坯制造方法。（3）根據(jù)手冊查定表面加工余量及余量公差。4、工藝規(guī)程設(shè)計（1）定位基準的選擇（包括粗、精基準的選擇）（2）零件表面加工方法的選擇（3）制定工藝路線（4）確定機械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計毛坯——零件綜合圖（5）工序設(shè)計①選擇加工設(shè)備與工藝裝備a. 選擇機床 b.選擇夾具 c.選擇刀具 d.選擇量具②工序尺寸的確定及計算（6）選擇切削用量、確定時間定額（7）填寫機械加工工藝規(guī)程卡片和機械加工工序卡片。5、機床夾具設(shè)計（1）擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案①確定夾具的類型②確定工件的定位方案③確定工件的夾緊形式④確定刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置⑤確定其它機械，如分度、裝卸用的輔助裝置等。⑥夾具體的結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計（2）夾具總圖設(shè)計（3）夾緊力的計算及夾具精度的校核（4）繪制夾具零件圖樣6、編寫說明書說明書內(nèi)容如下：（1）目錄（2）設(shè)計任務(wù)書。（3）總論或前言（4）對零件的工藝性分析（零件的作用結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)工藝性、關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析等） 。（5）工藝設(shè)計①確定生產(chǎn)類型。②毛坯選擇與毛坯圖說明。③工藝路線的確定（粗、精基準的選擇依據(jù)，各表面加工方法的確定，工序集中與工序分散的運用，工序前后順序的安排，選擇的加工設(shè)備及安裝，列出不同工藝方案，進行分析比較等） 。④加工余量、切削用量、工時定額（時間定額）的確定（說明數(shù)據(jù)來源，計算指定工序的時間定額） 。⑤夾具定位夾緊方案分析與論證（含夾緊力的計算） 。⑥夾具總體結(jié)構(gòu)分析及夾具的使用說明。⑦設(shè)計小結(jié)。⑧參考文獻。7、夾具裝配圖的繪制8、主要要求及應(yīng)達到的技術(shù)指標(biāo)（1）完成下面所要求的圖紙繪制，各項圖幅可以自行調(diào)整，但要求布局合理。名 稱 比 例要 求 備 注機械加工工藝規(guī)程卡片 1:1 填寫機械加工工序卡片 1:1 填寫毛坯零件合圖 1:1 autoCAD 繪制零件圖 1:1 autoCAD 繪制夾具裝配圖 1:1 autoCAD 繪制（2） 設(shè)計說明書一份。9、夾具設(shè)計參考資料（1） 《機械制造工藝與裝備課程設(shè)計指導(dǎo)書》 ，倪森壽；（2） 《機床夾具圖冊》 ，機械工業(yè)出版社（3） 《現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊》 ，機械工業(yè)出版社（4） 《機械工程手冊》 ，機械工業(yè)出版社（5） 《機床夾具設(shè)計》 ，機械工業(yè)出版社10、格式要求（1）圖 紙按機械制圖國家標(biāo)準繪制，工序圖 A4 圖紙，零件圖、毛坯零件合圖、夾具體圖采用 A3 圖紙，裝配圖用 A2 圖紙，標(biāo)題欄及基本幅面尺寸和圖框格式按圖 1、圖 2及表 1 所示。 共 張 第 張 比 例重 量階 段 標(biāo) 記年 、 月 、 日簽 名更 改 文 件 號分 區(qū)處 數(shù)標(biāo) 記 標(biāo) 準工 藝審 核 （ 年 月 日 ）（ 簽 名 ）標(biāo) 準 化（ 簽 名 ） (年 月 日 )設(shè) 計 （ 圖 樣 代 號 ） （ 圖 樣 名 稱 ）（ 材 料 標(biāo) 記 ） 重 慶 大 學(xué)網(wǎng) 絡(luò) 教 育 學(xué) 院圖 1 標(biāo)題欄格式表 1 基本幅面尺寸幅面代號 A0 A1 A2 A3 A4尺寸 LB?1894845?59420?207?2971?c 10 5a 25e 20 10標(biāo) 題 欄標(biāo) 題 欄 cacl圖 2 圖框格式（2）機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片格式如表 2、表 3 所示。5表 2 機械加工工藝過程卡片機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 　 零件名稱 　 共 頁材料牌號 　 毛坯種類 　 毛坯外形尺寸 　 每毛坯件數(shù) 　 每臺件數(shù) 　 備注工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備設(shè)計（日期） 校對（日期） 審核（日期） 標(biāo)準化（日期）標(biāo)記 處數(shù)更改文件號簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 　 　 　 　6表 3 機械加工工序卡片機械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 　 零件名稱 　 共 頁 第 頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)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（該欄要求畫工序簡圖）工步號 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時r/min m/min mm/r mm進給次數(shù) 機動 輔助設(shè)計（日期） 校對（日期） 審核（日期） 標(biāo)準化（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 　 　 　 　 　7（3）計 算 書計算書采用 A4 打印紙60 頁以上的設(shè)計采用雙面打印，60 頁及其 60 頁以下論文采用單面打印上邊距：2.5cm下邊距：2.5cm左邊距：3.0cm右邊據(jù)：2.5cm行距：1.5 倍正文字體使用小四號字，宋體，一級標(biāo)題使用四號字體，黑體，加粗；二級標(biāo)題使用小四號字體，黑體，加粗；三級標(biāo)題使用小四號字體，宋體，加粗。序號：畢業(yè)設(shè)計各章節(jié)序號采用阿拉伯?dāng)?shù)字編碼，格式為：1…1.1…1.1.1…（最多不超過 3 層）頁碼：阿拉伯?dāng)?shù)字進行編號，位于每頁頁底中部。（4）公 式用 word 中“公式編輯器”或“ MathType 5.0 Equation”軟件完成，大小為12pt（可以進行適當(dāng)調(diào)整） ，位置居中max0.3517.485MkNm????226ql指導(dǎo)教師 江桂云 下發(fā)日期 2011.9.6 8畢業(yè)設(shè)計各階段完成內(nèi)容明細表進 度 計 劃平臺階段名稱平臺提交時間 圖紙 Word 文檔 備注畢業(yè)設(shè)計第一階段按網(wǎng)院平臺時間要求1、機械加工工藝規(guī)程卡片2、零件圖 1 張（用AUTOCAD 繪制 1：1 的比例）；3、毛坯零件合圖 1 張（用AUTOCAD 繪制 1：1 的比例）；1、設(shè)計目的及背景2、生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型的確定；3、零件的分析；4、選擇毛坯；5、工藝規(guī)程設(shè)計；6、開題報告； 提交開題報告及第一階段內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計第二階段按網(wǎng)院平臺時間要求1、機械加工工序卡片2、機械加工工序圖（用AUTOCAD 繪制 1：1 的比例）；1、選擇加工設(shè)備（機床）與工藝裝備（夾具、刀具、量具） ；2、工序尺寸的確定及計算（圓柱面及軸向工序尺寸、工序余量，偏差）3、確定切削用量（切削速度、進給量、切削深度）及時間定額4、擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案（夾具的類型、工件的定位方案、工件的夾緊形式、刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置、輔助裝置等。5、夾具體的結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計加工工序卡片表格填寫及提交第二階段內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計第三階段按網(wǎng)院平臺時間要求夾具體裝配圖（用 AUTOCAD 繪制 1：1的比例） ；（1） 夾具精度的校核；（2） 整理設(shè)計說明書；（3） 參考文獻；提交畢業(yè)設(shè)計終稿附圖 1 泵殼零件重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）題目 泵殼零件機械加工工藝過程及3-M6 螺紋孔加工用夾具設(shè)計學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心四川樂山校外學(xué)習(xí)中心批次 層次 專業(yè) 201102 本科、機械設(shè)計制造及自動化 學(xué) 號 W09200782 學(xué) 生 　　 胡東平 指 導(dǎo) 教 師 起 止 日 期 2011 年 9 月 1 日起至 2011 年 11 月 30 日止