閥體的機械加工工藝規(guī)程及鉆φ26孔夾具設計【含6張CAD圖紙】

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摘 要本設計是基于閥體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。閥體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設計要求。機械加工工藝是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保障。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要部分，工藝對夾具的要求也會提高，專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動化、標準化、通用化和高效化方向發(fā)展以滿足加工要求。所以對機械的加工工藝及夾具設計具有十分重要的意義。關鍵詞：閥體類零件；工藝；夾具；ABSTRACTThe design of special fixture for body parts processing technology and process design based on. The main processing surface of body parts is the plane and a series of hole. In general, to ensure the processing accuracy of plane than to guarantee the machining accuracy of the series of hole. Therefore, the design follows the principle of the surface after the first hole. Suitable for mass production line, processing, can meet the design requirements. The machining process is the enterprise on the variety, quality, level, accelerating the update of products, improve the economic benefits of the technology guarantee. However fixture is an important part of the manufacturing system, process requirements of the fixture will increase, special fixture, fixture, fixture and clamp are toward flexibility, automation, standardization, universal and efficient direction to meet the needs of processing. So it is of great significance to the processing technology and fixture design of machinery.Key words: body parts; technology; fixture;0目 錄摘 要 ...................................................................IABSTRACT.................................................................I第 1 章 緒論 ..............................................................21.1.夾具簡介 .....................................................21.2 本次設計的內容 ...............................................31.3 機床夾具的功能 ...............................................3第 2 章 加工工藝規(guī)程設計 ..................................................52.1 零件的分析 .....................................................52.1.1 零件的作用 .................................................52.1.2 零件的工藝分析 .............................................52.2 閥體加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 .............62.2.1 孔和平面的加工順序 .........................................62.2.2 孔系加工方案選擇 ...........................................62.3 閥體加工定位基準的選擇 .........................................62.3.1 粗基準的選擇 ...............................................62.3.2 精基準的選擇 ...............................................72.4 閥體加工主要工序安排 ...........................................72.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .........................92.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） [3] ..........................102.7 時間定額計算及生產安排 ........................................17第 3 章 鉆孔夾具設計 .....................................................203.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 ......................................203.2 夾具的導向 ....................................................213.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙 ......................................213.4 鉆模板 ........................................................223.5 定位誤差的分析 ................................................223.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 ..................................243.7 確定夾具體結構和總體結構 ......................................253.8 夾具設計及操作的簡要說明 ......................................27總結 ....................................................................27參 考 文 獻 .............................................................28致 謝 ..................................................................292第 1 章 緒論1.1.夾具簡介隨著科學技術的發(fā)展，各料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。電火花、電解、超聲波、種新材激光、電子束和離子束加工等工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的出現(xiàn)，提高了更新頻繁的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，大大推進了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。目前，數(shù)控機床的工藝功能已由加工循環(huán)控制、加工中心，發(fā)展到適應控制。加工循環(huán)控制雖可以實現(xiàn)每個加工工序的自動化，但不同的工序中刀具的更換及工件的重新裝夾，仍須人工來完成。加工中心是一種高度自動化的多工序機床，能自動完成刀具的更換，工件的轉位和定位，主軸和進給量的變換等，使工件在機床上只安裝一次就能完成全部加工。因此，他可以顯著縮短輔助時間，提高生產率，改善勞動條件，適應控制數(shù)控機床是一種具有“隨機應變”功能的機床，他能在加工中，根據(jù)切削條件的變化，自動調整切削條件，是機床保持最佳狀態(tài)下進行加工，因而有效提高加工效率，擴大品種，更好的保證了加工質量，并達到最大的經濟效率。近年發(fā)展起來的以計算機為行動中心，完成加工、裝卸、運輸、管理的柔性制造系統(tǒng)，具有監(jiān)視、診斷、修復、自動轉位加工產品的功能，使多品種、中小批量生產實現(xiàn)了加工自動化，大大促進了自動化的進程，尤其是將計算機輔助設計與制造結合起來而形成的計算機集成制造系統(tǒng)，是加工自動化向智能化方向發(fā)展的又一關鍵性技術，并進一步朝著網(wǎng)絡化、集成化和智能化的方向發(fā)展。夾具的發(fā)展趨勢工藝裝備的設計、制造、使用和管理，體現(xiàn)著一個企業(yè)的工藝技術水平，夾具設計與制造又是制造環(huán)境中的生產準備周期時間和加工成本的重要因素，工裝設計水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。夾具設計與制造是機電產品設計與制造的一項重要步驟，傳統(tǒng)的夾具設計制造時需大量的工時消耗和金屬材料的消耗。目前，基于特征參數(shù)化技術已在機電產品設計與制造的各個階段得到廣泛的應用，夾具設計也必須向標準化、系統(tǒng)化、 參數(shù)化方向發(fā)展。而且，為了適應我國加入 WTO 后機電產品的創(chuàng)新能力和盡快機電產品設計制造的全程仿真，快速組合夾具的發(fā)展正是適應了這種要求。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。1.2 本次設計的內容本設計主要是針對閥體工藝及鉆孔夾具的設計。夾具設計是組合機床設計中的重要部分，夾具設計的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。在設計中，設計的主要思路是用工件以已加工端面為定位基準，夾具體的凸臺和大端面孔為定位面，工件以氣動夾緊，這樣設計主要是為了解決了手動夾緊時夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動強度大等缺點；氣動夾緊采用空氣作為動力源，資源豐富并且干凈、清潔，對周圍環(huán)境沒有污染；不足是噪音比較大。具體的設計思路是：首先確定工件的已加工端面定位方式，通過夾具體的凸臺、內孔，再用氣動裝置將其夾緊，這樣閥體的六個自由度全部限制，實現(xiàn)了零件的定位夾緊，然后確定零件的夾緊方式。在本次設計中采用的是手動夾緊方式；然后進行誤差分析、夾緊力的計算，對夾具的主要零件進行結構設計。1.3 機床夾具的功能在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1．機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。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。2．機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。（1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并 引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 第 2 章 加工工藝規(guī)程設計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目給出的零件是閥體。閥體的主要作用是支 一般安裝在水泵水下吸管的底端，限制水泵管內液體返回水源, 起著只進不出的功能。閥蓋上有很多個進水口和加強筋, 起到了不易堵塞，主要應用在抽水的管路上。水道和支承的作用. 口徑有單瓣、雙瓣、多瓣型，有法蘭連接和螺紋連接。其他名稱：內螺紋升降式底閥---井底閥、吸水閥、濾水閥、蓮蓬頭；升降式底閥--法蘭井底閥；旋啟式底閥--法蘭旋啟式井底閥。圖 2- 閥體零件圖2.1.2 零件的工藝分析由閥體零件圖可知。閥體是一個殼體零件，它的外表面上有五個平面需要進行加工?？紫翟谇昂蠖嗣嫔?。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以閥體底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：閥體底 面的銑削加工（2）以 Φ20 凸臺端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ20 凸臺端面的銑削加工（3）以上端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：上端面的銑削加工（3）以 Φ40 下部端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ40 下部端面銑削加工（4）以 Φ26 孔支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：前后端面；螺孔的孔。2.2 閥體加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施由以上分析可知。該閥體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于閥體來說，加工過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系。由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。2.2.1 孔和平面的加工順序閥體類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工閥體上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。閥體的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。閥體零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案選擇閥體孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。根據(jù)閥體零件圖所示的閥體的精度要求和生產率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。2.3 閥體加工定位基準的選擇2.3.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；（2）保證裝入閥體的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以閥體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。2.3.2 精基準的選擇從保證閥體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證閥體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從閥體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是閥體的裝配基準，但因為它與閥體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。2.4 閥體加工主要工序安排對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。閥體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到閥體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將閥體加工工藝路線確定如下：工藝路線一：１ 鑄造 鑄造２ 時效 時效處理３ 銑 銑閥體底面(寬度為 70mm)４ 銑 銑削 Φ20 凸臺端面５ 銑 銑削上端面６ 銑 銑削 Φ40 下部端面7 鉆擴鉸 鉆擴鉸 Φ26 孔 8 鉆孔攻絲 鉆 M16-6H 螺紋底孔，并攻絲９ 鉆孔攻絲 鉆 M12-6H 螺紋底孔，并攻絲10 鉆孔 鉆孔 2-Φ8 孔11 鉆孔攻絲 鉆 M4-6H 螺紋底孔，并攻絲12 銑 銑寬度為 11mm 的開口槽13 鉗 去毛刺14 終檢 終檢15 入庫 清洗入庫工藝路線二：１ 鑄造 鑄造２ 時效 時效處理3 鉆擴鉸 鉆擴鉸 Φ26 孔4 銑 銑閥體底面(寬度為 70mm)5 銑 銑削 Φ20 凸臺端面6 銑 銑削上端面7 銑 銑削 Φ40 下部端面8 鉆孔攻絲 鉆 M16-6H 螺紋底孔，并攻絲９ 鉆孔攻絲 鉆 M12-6H 螺紋底孔，并攻絲10 鉆孔 鉆孔 2-Φ8 孔11 鉆孔攻絲 鉆 M4-6H 螺紋底孔，并攻絲12 銑 銑寬度為 11mm 的開口槽13 鉗 去毛刺14 終檢 終檢15 入庫 清洗入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，方案二把的鉆孔工序調整到前面了，這樣無法保證孔與面的垂直關系工序。以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：工藝路線一：１ 鑄造 鑄造 ２ 時效 時效處理３ 銑 銑閥體底面(寬度為 70mm)４ 銑 銑削 Φ20 凸臺端面５ 銑 銑削上端面６ 銑 銑削 Φ40 下部端面7 鉆擴鉸 鉆擴鉸 Φ26 孔8 鉆孔攻絲 鉆 M16-6H 螺紋底孔，并攻絲９ 鉆孔攻絲 鉆 M12-6H 螺紋底孔，并攻絲10 鉆孔 鉆孔 2-Φ8 孔11 鉆孔攻絲 鉆 M4-6H 螺紋底孔，并攻絲12 銑 銑寬度為 11mm 的開口槽13 鉗 去毛刺14 終檢 終檢15 入庫 清洗入庫2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“閥體”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170—241，生產類型為大批量生產，采用鑄造毛坯。（1）面的加工余量。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m4.3~720.3 m28.0?精銑：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。51（3）螺孔 126MH?毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.71，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為：鉆孔： 10m?攻絲： 26?（4）前后端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取 。m5.3~720.3半精銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》 ，其加工余量值取為 。m5.2精銑：參照《機械加工工藝手冊》 ，其加工余量取為 。.0鑄件毛坯的基本尺寸為 ，根據(jù)《機械加工工藝手m375.206??冊》表 2.3.11，鑄件尺寸公差等級選用 CT7。再查表 2.3.9 可得鑄件尺寸公差為。m6.1?（5）前后端面上 16 螺孔 ，毛坯為實心，不沖孔。參照 《機械加HM610?工工藝手冊》表 2.3.71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：螺孔 6H-14鉆孔： m9.1?攻絲： 6-4根據(jù)工序要求，前后端面支承孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個工序完成，各工序余量如下：（8）側面螺孔加工余量毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.71,現(xiàn)確定螺孔加工余量為：鉆孔： 3.2m?攻絲： 46MH?2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） [3]工序 3：銑閥體底面(寬度為 70mm)機床：立式銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) [10]mdw40?14?Z（1）粗銑銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0?銑削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.81，取V sV/4機床主軸轉速 ： ，取n in/1940.3610rdV???? inr實際銑削速度 ：? smn/.20 進給量 ：fV smZnaff /67.10/2145.0???工作臺每分進給量 ：m in2.sVf ?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a4?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll31刀具切入長度 ：1 mD2)~((5.02?????刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ：1jt in5.02.743121???mjfl（2）精銑銑削深度 ：pa5.?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取f Zmaf/15.0?銑削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.81，取V sV/6機床主軸轉速 ： ，取n in/28401.360rdV???? in3r實際銑削速度 ：? smn/.0進給量 ：fVZaff 56/5.??工作臺每分進給量 ： m in/30.1sVf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll4刀具切入長度 ：精銑時1 mDl01?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt min18.63024121????mjfl本工序機動時間?i7.8.5021?jjjt 工序 3：粗銑前后端面機床：組合銑床刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)mdw40?14?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取f maf/25.0銑削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.81，取V sV/4?機床主軸轉速 ： ，取n in/1940.3610rdV???? inr實際銑削速度 ：? smn/.20進給量 ：fVZaff 671/125.??工作臺每分進給量 ：m in/2.0.sVf ?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a4?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml329刀具切入長度 ：1l mD2)3~1((5.02?????刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt in53.02.743921????mjfl工序 4：銑削 Φ20 凸臺端面機床：X52K刀具：硬質合金端銑刀 YG8，硬質合金立銑刀 YT15（1）粗銑兩側面銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw320?12?Z銑削深度 ：pa每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0?銑削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.81，取V sV/3機床主軸轉速 ： ，取n in/1793204.610rdV???? in1r 實際銑削速度 ：V? smnd/51.260134.0????進給量 ：fVsZnaff /5.7/125.??工作臺每分進給量 ：m in4.smf：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a192??被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll0刀具切入長度 ：1l mD34)~((5.2????刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ：1jt in39.0452121????mjfl工序 5：銑削上端面機床：X52K刀具：硬質合金端銑刀 YG8，硬質合金立銑刀 YT15（1）粗銑兩側面銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw320?12?Z銑削深度 ：pa每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0?銑削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.81，取V sV/3機床主軸轉速 ： ，取n in/1793204.610rdV???? in1r實際銑削速度 ：? smn/5.20.??進給量 ：fVsZnaff /5.76/125.0??工作臺每分進給量 ：m in40.smVf：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a192?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll?刀具切入長度 ：1l mD34)~((5.02????刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1機動時間 ：1jt min39.0452121????mjfl工序 6：銑削 Φ40 下部端面機床：X52K刀具：硬質合金端銑刀 YG8，硬質合金立銑刀 YT15（1）粗銑兩側面銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw320?12?Z銑削深度 ：pa每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0?銑削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.81，取V sV/3機床主軸轉速 ： ，取n in/1793204.610rdV???? in1r實際銑削速度 ：? smn/5.20.??進給量 ：fVsZnaff /5.76/125.0??工作臺每分進給量 ：m in40.smVf：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a192?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll?刀具切入長度 ：1l mD34)~((5.02????刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ：1jt in39.0452121????mjfl工序 7 鉆擴鉸 Φ26 孔鉆定位孔切削深度 ：pa13?進給量 ：根據(jù) 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.39，取f rmf/25.0?切削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.41，取V sV4機床主軸轉速 ： ，取n01.456078/in312Vrd????in/r 實際切削速度 ： V?03.142650.9/dnms????被切削層長度 ：lm2刀具切入長度 ：1 ctgctgkDr 2.5102)~1(????刀具切出長度 ：2l0?走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt min20.5.21???fnlj工序 8：鉆 M16-6H 螺紋底孔，并攻絲機床：鉆床 Z525刀具：麻花鉆切削深度 ：pa7m?進給量 ：根據(jù) 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.39，取f rmf/25.0?切削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.41，取V sV43機床主軸轉速 ： ，取n01.436097/in1Vrd????in/8r實際切削速度 ： ?.8./ns被切削層長度 ：lm3刀具切入長度 ：1 mctgctgkDr 5.42105.)2~1(2??????刀具切出長度 ：2l0走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt in17.0825.431?????fnlj工序 10：鉆 M12-6H 螺紋底孔，并攻絲機床：組合攻絲機刀具：釩鋼機動絲錐進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量f mp5.1?rmf/5.1? 切削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.105，取Vmin/8./14.0s?機床主軸轉速 ： ，取min/283104.310rdV???? in/250r?絲錐回轉轉速 ：取0in/25rn實際切削速度 ： ? s/3.6015.0被切削層長度 ：lm1?刀具切入長度 ： mf.43)~(??刀具切出長度 ： （盲孔）2l0機動時間 ：1jt min1.025.1405.02121 ??????fnlflj工序 10：鉆孔 2-Φ8 孔機床：臺式鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表 4.3～9，選硬質合金錐柄麻花鉆頭切削深度 ：pa3.25m?根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,切削速度4?0.2/fmr?。smV/36.0?機床主軸轉速 ：n，100.36147/in45Vrd????按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 。n?實際切削速度 ：v.0./106Dms切削工時被切削層長度 ：l3m?刀具切入長度 ：1(1~2)0242rctgkctg?????刀具切出長度 ： 取 。2l4ml3加工基本時間 ： jt124.1in0.6jLlfn???工序 11：鉆 M4-6H 螺紋底孔，并攻絲機床：組合攻絲機 刀具：釩鋼機動絲錐進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量f mp5.1?rmf/5.1?切削速度 ：參照 《機械加工工藝手冊 》表 2.4.105，取Vin/8./14.0sm?機床主軸轉速 ： ，取in/283104.30rdV??? in/250r絲錐回轉轉速 ：取0min/25rn?實際切削速度 ： ? sm/3.6015.0由工序 4 可知： l3l.42?l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt in18.05.14305.02121 ??????fnlflj工序 12：銑寬度為 11mm 的開口槽機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX52刀具：錯齒三面刃銑刀⑴ 粗銑 11 槽切削深度 ：pa.m?根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,根據(jù)參考文獻[1]2476?0.6/famz?表 查得切削速度 。302?/inV機床主軸轉速 ：n，102.1/in3.40rd????按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 75?實際切削速度 ：v.0./16nms進給量 ：fV0.8/13ffaZ??工作臺每分進給量 ： m.58/infVs?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： jt120631.0mi8jmlf???? 2.7 時間定額計算及生產安排根據(jù)設計任務要求，該的年產量為大批量。一年以 240 個工作日計算，每天的產量應不低于 417 件。設每天的產量為 420 件。再以每天 8 小時工作時間計算，則每個工件的生產時間應不大于 1.14min。參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.2，機械加工單件（生產類型：中批以上）時間定額的計算公式為：（大量生產時 ）Ntktt zfjd /%)1(?? 0/?Ntz因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為：ttfjd其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間）jt—輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動ft作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關工步輔助時間k—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值工序 1：粗、精銑端面機動時間 ：jtmin73.1?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.43，取工步輔助時間為f。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。min15.0 min1.0則 in25.01.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 13?k單間時間定額 ： dt in14.i2.%))(25.0731(%)( ??????ktfj因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， min4.i12.4.2??dt即能滿足生產要求工序 2：鉆孔、鉸定位孔機動時間 ：jtin3.0?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.41，取工步輔助時間為f。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。min4.0 min1.0則 in54.01.??ft k：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.43， 14.2?k單間時間定額 ： dt min14.i98.0%).)(54.03(%)1( ??????ktfjd因此布置一臺機床即能滿足生產要求。工序 3：粗銑側面機動時間 ：jtmin46.0j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為f。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。min41.0 min1.0則 in51.0.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 13?k單間時間定額 ： dt in14.i0.%))(5.046.(%)1( ??????ktfj因此布置一臺機床即能滿足生產要求。工序 4：鉆側面孔機動時間 ：jtmin17.0j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.41，取工步輔助時間為f。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。min4.0 min1.0則 in54.01.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.43， 14.2?k單間時間定額 ： dt in14.i80.%).)(54.017.(%)( ??????ktfjd因此布置一臺機床即能滿足生產要求。 第 3 章 鉆 孔 夾 具 設 計3.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置在本次夾具設計中，設計鉆擴鉸 φ26 孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是：針對性強，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產效率高和定位精度高，但是設計制造周期長，產品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應性差，費用較高。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對 工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。3.2 夾具的導向在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或導向裝置，用以引導刀具進入正確的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。導向元件包括刀桿的導向部分和導向套。在這套鉆床夾具上用的導向套是鉆套。鉆套按其結構可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。圖4.2 鉆套鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個固定襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。3.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙鉆套的類型和特點:1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內，鉆套以 F7/m6 或 F7/k6配合裝入襯套中。3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內孔，如圖4.3。圖4.3 切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。3.4 鉆模板在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]3.5定位誤差的分析定位誤差是指由于定位不準而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設計中采用的某一定位方案，只要其可能產生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的 1/3，即可認為該定方案符合加工精度的要求。 在用夾具裝夾工件時，當工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時，工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說，因各工件的有關表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經定位，但每個被定位的工件上的一些表面的位置仍然會產生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。由[5]和[6]可得：1 定位誤差： 當以任意邊接觸時minDWd??????當以固定邊接觸時2d?式中 為彼此最小間隙min通過分析可得：0.5D??1dmin?因此：當以任意邊接觸時0.63DW??2 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj??其中接觸變形位移值：SNHBKRkZaZy 014.8.9])[(1?????cos0.3j??⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??m5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.965jwm???從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。表d D D1 H t基本 極限偏差F7基本極限偏差D6＞0～1 3 +0.010+0.0046＞1～1.84 7＞1.8～2.65 86 9 --＞2.6～3+0.016+0.006＞3～3.36+0.016+0.008 9＞3.3+0.022+0.01 7 +0.019 108 12 160.008 ～4＞4～5 8 11＞5～6010+0.01013＞6～8 12 15 10 1620＞8～10+0.028+0.01315 18＞10～1218+0.023+0.0122212 20 25＞12～1522 26＞15～18+0.034+0.016 26 30 16 2836＞18～2230+0.028+0.01534＞22～2635 39 20 36A3＞26～30+0.041+0.020 42 46＞30～3548+0.033+0.01752 25 A356＞35～4255 59＞42～4862 660.012＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。3.7 確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用焊接，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。 3.8 夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用底部大平面定位三個自由度， V 型塊定位兩個自由度，再用一個壓塊限制最后一個自由度?？偨Y本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。29參 考 文 獻[1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．[3] 上海市金屬切削技術協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學技術出版社，2002．[4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000．[5] 徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術出版社，2003．10．[6] 都克勤．機床夾具結構圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4[7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5．[8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003．[9] 王先逵．機械制造工藝學[M]．機械工業(yè)出版社，2000．[10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12．[11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術出版社，2007[12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上海科學技術出版社，2002．8．30致 謝在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。這次畢業(yè)設計是在老師悉心指導下完成的。XX 老師以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。在論文工作中，得到了機電學院有關領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！