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任務書 XXXX年12月20 日 畢業(yè)設計（論文）題目 小支架三維造型與直徑Φ20H9孔的鉆夾具設計 題目來源 自擬 指導教師 職稱 所在部門 學生姓名 學號 班級 所屬院系專業(yè) 外語翻譯要求 無 課題需要完成的任務 【工程設計類課題：】 1．繪制二維和三維零件圖及二維毛坯—零件綜合圖各1張； 2．編制機加工工藝文件（三卡）全套； 3．直徑Φ20H9孔的鉆夾具設計； 4．編寫設計說明書（20-30頁）。 圖紙做：帶毛坯合圖。夾具體，夾具裝配圖，非標準零件圖 課題 計劃安排 序號 內容 時間安排 1 布置課題，收集相關資料； 3月1日～3月7日 2 完成開題報告；繪制零件圖及毛坯—零件綜合圖; 3月7日～3月12日 3 繪制夾具裝配圖和非標準零件圖; 3月14日～3月19日 4 工藝規(guī)程設計；編制工序卡；工序簡圖 3月21日~3月26日 5 畢業(yè)設計編寫 3月28日～4月8日 計劃答辯 時間 2016年4月10日——2016年4月20日 答辯提交資料 零件圖及毛坯—零件綜合圖各一張；機加工工藝文件（三卡）全套；零件數(shù)控自動編程；工序簡圖; 編寫設計說明書 教研室主任審核意見 簽名： －2－ XXX 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共 2頁 第 1頁 材料牌號 45 毛坯種類 鑄造 毛坯外形尺寸 52X54mm 每毛坯可制作數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時/min 10 鑄造 鑄造 準終 單件 20 熱處理 熱處理 1 30 車削 工步5：粗車尺寸25±0.05所在的上端面； 金加工 數(shù)控車床 四爪卡盤 1 工步10：半精車尺寸25±0.05所在的上端面； 金加工 數(shù)控車床 四爪卡盤 1 工步15：粗車φ24的外圓柱面； 金加工 數(shù)控車床 四爪卡盤 1 工步20：半精車φ24的外圓柱面； 金加工 數(shù)控車床 四爪卡盤 1 工步25：車2X1的槽； 金加工 數(shù)控車床 四爪卡盤 1 40 銑削 工步5：粗銑尺寸50所在的前端面； 金加工 立式銑床 專用夾具 1 工步10：粗銑尺寸50所在的后端面； 金加工 立式銑床 專用夾具 1 工步15：粗銑R24所在的圓弧面； 金加工 立式銑床 專用夾具 1 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共 2頁 第 2頁 材料牌號 45 毛坯種類 鑄造 毛坯外形尺寸 52X54mm 每毛坯可制作數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時/min 準終 單件 工步20：粗銑尺寸48所在的左端面； 金加工 立式銑床 專用夾具 1 工步25：粗銑尺寸48所在的右端面； 金加工 立式銑床 專用夾具 1 50 鉆削 工步5：鉆φ20H9圓柱孔的底孔； 金加工 立式鉆床 專用夾具 1 工步10：鉆φ20H9圓柱孔； 金加工 立式鉆床 專用夾具 1 工步15：擴φ20H9圓柱孔； 金加工 立式鉆床 專用夾具 1 60 倒角 70 清洗 80 終檢 90 入庫 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共7 頁 第1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金加工 30 車削 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 52X54mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控車床 CKA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 四爪卡盤 切削油 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/min) 背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 工時/min 機動 單件 5 粗車尺寸25±0.05所在的上端面； 四爪卡盤 132 17 13.2 1.5 1 0.8 1 10 半精車尺寸25±0.05所在的上端面； 四爪卡盤 200 20.3 30 0.5 1 0.4 1 15 粗車φ24的外圓柱面； 四爪卡盤 200 15.1 20 3.5 1 0.4 1 20 半精車φ24的外圓柱面； 四爪卡盤 280 21.1 42 0.5 1 0.19 1 25 車2X1的槽； 四爪卡盤 200 15.1 20 1 1 0.1 1 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共7 頁 第2 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金加工 40 銑削 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 52X54mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 切削油 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/min) 背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 工時/min 機動 單件 5 粗銑尺寸50所在的前端面； 專用夾具 118 22.2 70.8 2 1 0.69 1 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共7 頁 第3 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金加工 40 銑削 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 52X54mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 切削油 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/min) 背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 工時/min 機動 單件 10 粗銑尺寸50所在的后端面； 專用夾具 118 22.2 70.8 2 1 0.69 1 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共7 頁 第4 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金加工 40 銑削 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 52X54mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 切削油 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/min) 背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 工時/min 機動 單件 15 粗銑R24所在的圓弧面； 專用夾具 118 22.2 70.8 2 1 0.68 1 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共7 頁 第5 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金加工 40 銑削 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 52X54mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 切削油 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/min) 背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 工時/min 機動 單件 20 粗銑尺寸48所在的左端面； 專用夾具 118 22.2 70.8 2 1 0.35 1 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共7 頁 第6 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金加工 40 銑削 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 52X54mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 切削油 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/min) 背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 工時/min 機動 單件 25 粗銑尺寸48所在的右端面； 專用夾具 118 22.2 70.8 2 1 0.35 1 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 小支架 共7 頁 第7 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金加工 50 鉆削 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 52X54mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 切削油 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/min) 背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 工時/min 機動 單件 5 鉆φ20H9圓柱孔的底孔； 專用夾具 392 12.3 58.8 5 1 0.85 1 10 鉆φ20H9圓柱孔； 專用夾具 272 16.9 40.8 4.9 1 1.23 1 15 擴φ20H9圓柱孔； 專用夾具 272 17.1 40.8 0.1 1 1.23 1 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 產品型號 共 1 頁 產品名稱 小支架 第 1頁 毛坯種類 鑄造 毛坯外形尺寸 52X54mm 每臺件數(shù) 1 備注 工 序 工步 工序內容 同時加工零件數(shù) 設備名稱及編號 工藝裝備名稱及編號 工時定額 背吃刀量(mm) 切削速度m/min 進給量(mm) 夾具 刀具 量具 單件 準終 一 1 鑄造 二 1 熱處理 三 1 粗車尺寸25±0.05所在的上端面； 1 1.5 17 13.2 四爪卡盤 端面車刀 游標卡尺 0.8 2 半精車尺寸25±0.05所在的上端面； 1 0.5 20.3 30 四爪卡盤 端面車刀 游標卡尺 0.4 3 粗車φ24的外圓柱面； 1 3.5 15.1 20 四爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 0.4 4 半精車φ24的外圓柱面； 1 0.5 21.1 42 四爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 0.19 5 車2X1的槽； 1 1 15.1 20 四爪卡盤 外圓槽刀 游標卡尺 0.1 四 1 粗銑尺寸50所在的前端面； 1 2 22.2 70.8 專用夾具 端面銑刀 游標卡尺 0.69 2 粗銑尺寸50所在的后端面； 1 2 22.2 70.8 專用夾具 端面銑刀 游標卡尺 0.69 3 粗銑R24所在的圓弧面； 1 2 22.2 70.8 專用夾具 圓弧銑刀 游標卡尺 0.68 4 粗銑尺寸48所在的左端面； 1 2 22.2 70.8 專用夾具 端面銑刀 游標卡尺 0.35 5 粗銑尺寸48所在的右端面； 1 2 22.2 70.8 專用夾具 端面銑刀 游標卡尺 0.35 五 1 鉆φ20H9圓柱孔的底孔； 1 5 12.3 58.8 專用夾具 麻花鉆 游標卡尺 0.85 2 鉆φ20H9圓柱孔； 1 1.9 16.9 40.8 專用夾具 麻花鉆 游標卡尺 1.23 3 擴φ20H9圓柱孔； 1 0.1 17.1 40.8 專用夾具 擴孔鉆 游標卡尺 1.23 審核(日期) 會簽(日期) 王柳柳 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 小支架三維造型與直徑Φ20H9孔的鉆夾具設計 摘要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 本次設計的題目是小支架三維造型與Φ20H9孔的鉆夾具設計。設計的內容包括零件加工的工藝三卡、零件三維造型以及專用夾具的設計三部分。在工藝三卡設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：小支架、三維造型、Φ20H9孔、鉆夾具設計 - II - ABSTRACT The design of a wide range of knowledge concerning the mechanical manufacturing processes and design of jigs and fixtures, metal-cutting machine tools, tolerance and measurement. The subject is a small bracket design three-dimensional modeling and Φ20H9 hole drilling fixture design. Design includes parts of three-card processing technology, three-dimensional modeling of parts and special fixture design three parts. In the process of three-card design should first parts were analyzed to understand the part of process re-design a rough structure, and select the machining datum good parts, design process line components; then the part of each step of the process of the dimensional calculation the key is to determine the technical equipment and cutting each step; then dedicated fixture design, select the design of the various components of fixtures, such as the positioning element, the clamping element, the guide element, clamp and machine tools and other connecting member member; calculated positioning errors generated when the jig positioning, analyze the rationality and shortcomings fixture structure and attention to improving the design of the future. Keywords: Small frame, three-dimensional modeling, Φ20H9 hole drilling fixture design 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 第1章 緒論 3 1.1 機床夾具的概述 3 1.2 機床夾具的研究現(xiàn)狀 3 1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1.4 課題設計工作任務的安排 5 第2章 零件的分析 6 2.1 零件的作用 6 2.2 零件的工藝分析 6 2.2.1 零件的組成表面 6 2.2.2零件的技術要求 6 第3章 零件工藝規(guī)程的設計 7 3.1 確定零件生產類型 7 3.2 確定零件的材料及制造方式 7 3.3 選擇加工的定位基準 8 3.4 加工工藝路線的制定 9 3.5 機械加工設備及刀具的選擇 10 3.6 各工序工步加工余量的計算 10 3.7 確定切削用量及基本工時 11 第4章 專用夾具設計 20 4.1 定位方案及定位元件的確定與選擇 20 4.2 夾緊方案及裝置的確定與選擇 21 4.3 夾具體的確定 22 4.4 導向裝置的確定 23 4.5 鉆削力的計算 23 結論 25 致謝 26 參考文獻 27 II 第1章 緒論 1.1 機床夾具的概述 夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 近些年來，隨著機械加工迎來的大發(fā)展，當下對夾具有提出了新的要求，更加的最求與效率和精確度，現(xiàn)有要求有下面這幾個： 1、能夠方便快捷的讓新的加工零件突入到身產當中去，目的是節(jié)約加工的時間，有效的降低生產當中所出現(xiàn)的成本； 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床夾具； 4、能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具； 5、通過其他的手段來實現(xiàn)加工零件的快速、高效率的進行夾住收緊，這樣一來可以有效的減少了技術人員的勞動強度和有效的提高了生產企業(yè)的生產效率； 6、提高機床夾具的標準化程度。 1.2 機床夾具的研究現(xiàn)狀 從目前國際加工局勢上來看俄羅斯、德國、美國是先進夾具的組要生產國家，就國際局勢而言，現(xiàn)在夾具生產企業(yè)一般以小企業(yè)或者中小企業(yè)為主，專門生產各種先進夾具锪夾具體，并且接收本國和其他出口過的的訂單，而專用性，高效使用性的通用型先進夾具的發(fā)展和科研技術已經一步步的走向成熟階段，其中的貿易訂單尚未統(tǒng)計完畢，而組合夾具的大型基礎件尤其昂貴。由于中國在夾具的發(fā)展起步較早，所以，有一定的基礎和經驗的累積，并且，在價格上和其他國家相比較而言也同樣存在的較大的優(yōu)勢，伴隨著中國加入世界貿易組織，其中的商業(yè)價值也隨之加大，特別現(xiàn)在流行的網絡交易也悄然升溫，具有進一步擴大。 1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢 就時下機械加工而言，夾具體的發(fā)展方向正隨著全球化發(fā)展，而主要的發(fā)展方向是，夾具體的通用標準化，精確密度的通用化，生產效率的提高化，柔性化的制造過程以及劃分制造時的步驟化。 1、標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 2、精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 3、高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。 4、柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。 5、模塊化 模塊化的設計省時、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具的系統(tǒng)中，為夾具的計算機輔助設計與組裝打下了堅實的基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫和用戶使用檔案庫，可進行夾具優(yōu)化設計，進行夾具的三維實體組裝。模擬仿真刀具的切削過程，為用戶提供正確、合理的配套方案，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。 1.4 課題設計工作任務的安排 1、分析題目，做好相應的調研工作。 2、根據設計內容的要求，查閱相關資料，明確設計方向，對存在的疑問咨詢指導老師。 3、分析零件的作用、設計基準及技術要求；零件的形狀位置精度、表面粗糙度以及主要加工表面的尺寸等；零件的機械加工的工藝性、材質、熱處理的要求。 4、依據給定零件，確定其毛坯的生產方式（鑄造、鍛造等）、并繪制毛坯圖； 5、對零件進行工藝分析； 6、經過分析論證后確定適合給定生產條件的最佳方案后擬定其詳細工藝規(guī)程； 7、確定各工序尺寸、工序加工余量、加工工時、機械加工三要素等，選擇其加工設備。編制機械加工工藝過程卡及工序卡； 8、審查、閱讀設計內容準備答辯； 9、進行答辯。 27 第2章 零件的分析 2.1 零件的作用 本次設計的零件是小支架，小支架的作用是安裝和支撐零件，以保證安裝零件的旋轉精度，實現(xiàn)運動和動力傳遞。具體結構詳見下圖所示： 2.2 零件的工藝分析 2.2.1 零件的組成表面 1、尺寸48mm所在的左右端面； 2、尺寸R24mm所在的圓弧面； 3、尺寸50mm所在的前后端面； 4、φ24mm的圓柱面及其所在端面； 5、φ20H9mm的圓柱通孔； 6、C1、C2倒直角；2X1的槽； 2.2.2零件的技術要求 1、φ20H9mm圓柱孔的表面毛糙度公差為6.3um； 2、φ24mm外圓柱面的表面毛糙度公差為3.2um； 3、25±0.05mm所在下表面的毛糙度公差為3.2um； 第3章 零件工藝規(guī)程的設計 3.1 確定零件生產類型 工件的年生產量是確定機床夾具總體方案的重要依據之一。如工件的年生產量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采用此方案時，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。如5萬件以上夾具復雜用全自動化的設備，5000件小批量生產用手動設備。生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品年產量。 生產類型 零件年生產類型（件/年） 重型機械 中型機械 輕型機械 單件生產 ≦5 ≦20 ≦100 小批生產 ＞5～100 ＞20～200 ＞100～500 中批生產 ＞100～300 ＞200～500 ＞500～5000 大批生產 ＞300～1000 ＞500～5000 ＞5000～30000 大量生產 ＞1000 ＞5000 ＞50000 根據上式在結合任務書，能確定該零件的生產類型為大批量生產。 3.2 確定零件的材料及制造方式 小支架與各元件配合表面的尺寸精度和配合精度通常都較高，為了節(jié)省材料和減少加工的勞動量，毛坯常采用鑄件。在選擇夾具體的毛坯結構時，應以結構合理性、工藝性、經濟性、標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據綜合考慮。綜合考慮后，采用45號鋼。具體的毛坯圖詳見下圖： 3.3 選擇加工的定位基準 定位基準的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序，夾具結構及零件的精度。 定位基準分為粗基準和精基準，用毛坯上未經加工的表面作為定位基準成為粗基準，使用經過加工表面作為定位基準稱為精基準。在制定工藝規(guī)程時，先進行精基準的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準來加工精基準。 1.粗基準的選擇原則 為保證工件某重要表面的余量均勻，應選重要表面為粗基準。應盡量選光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。 2.精基準的選擇原則 “基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的定位誤差。 “基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。 “自為基準“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 “互為基準“原則 當兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 根據上述定位基準的選擇原則，分析本零件，根據零件圖，本零件是一個形狀比較簡單的零件。 粗基準的選擇：尺寸50所在的左右端面是零件的主要設計基準，也比較適合作零件上眾多表面加工的定位基準。 精基準的選擇：零件的Ф24的孔作為零件加工的精基準。 3.4 加工工藝路線的制定 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案： 工序10：鑄造； 工序20：熱處理； 工序30：車削 工步5：粗車尺寸25±0.05所在的上端面； 工步10：半精車尺寸25±0.05所在的上端面； 工步15：粗車φ24的外圓柱面； 工步20：半精車φ24的外圓柱面； 工步25：車2X1的槽； 工序40：銑削 工步5：粗銑尺寸50所在的前端面； 工步10：粗銑尺寸50所在的后端面； 工步15：粗銑R24所在的圓弧面； 工步20：粗銑尺寸48所在的左端面； 工步25：粗銑尺寸48所在的右端面； 工序50：鉆削 工步5：鉆φ20H9圓柱孔的底孔； 工步10：鉆φ20H9圓柱孔； 工步15：擴φ20H9圓柱孔； 工序60：倒角； 工序70：清洗； 工序80：終檢； 工序90：入庫。 以上工藝過程詳見“機械加工工藝卡片”。 3.5 機械加工設備及刀具的選擇 1、車削 使用刀具：選用YT15硬質合金端面、外圓及車槽刀； 使用機床：采用CKA6140數(shù)控車床； 使用量具：游標卡尺。 2、銑削 使用刀具：選用YT15硬質合金盤形銑刀； 使用機床：采用XA5032立式銑床； 使用量具：游標卡尺。 3、鉆削 使用刀具：選用YT15硬質合金麻花鉆； 使用機床：采用Z525立式鉆床； 使用量具：游標卡尺。 3.6 各工序工步加工余量的計算 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量及毛坯尺寸如下： 工序10：鑄造； 工序20：熱處理； 工序30：車削 工步5：粗車尺寸25±0.05所在的上端面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為1.5mm 工步10：半精車尺寸25±0.05所在的上端面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為0.5mm 工步15：粗車φ24的外圓柱面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為1.5mm 工步20：半精車φ24的外圓柱面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為0.5mm 工步25：車2X1的槽； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為1mm 工序40：銑削 工步5：粗銑尺寸50所在的前端面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為2mm 工步10：粗銑尺寸50所在的后端面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為2mm 工步15：粗銑R24所在的圓弧面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為2mm 工步20：粗銑尺寸48所在的左端面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為2mm 工步25：粗銑尺寸48所在的右端面； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為2mm 工序50：鉆削 工步5：鉆φ20H9圓柱孔的底孔； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為5mm 工步10：鉆φ20H9圓柱孔； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為4.9mm 工步15：擴φ20H9圓柱孔； 依據切削手冊及相關手冊結合毛坯圖可知，單邊余量為0.1mm 工序60：倒角； 工序70：清洗； 工序80：終檢； 工序90：入庫。 由于本設計規(guī)定的零件為大批生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 3.7 確定切削用量及基本工時 工序10：鑄造； 工序20：熱處理； 工序30：車削 工步5：粗車尺寸25±0.05所在的上端面； 1、背吃刀量的確定，在我們查閱資料后，決定取1.5mm。 2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。 3、切削速度V的確定，我們知道加工不同材料的工件，其切削的速度是不一樣的，我們這里選用的刀具是YT15硬質合金車刀，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取0.1mm/r；15m/min；132r/min 依據CKA6140數(shù)控車床的主軸轉動速度圖，取n=150，這樣我們就得到了17m/min. 計算后得到，查得所以機床功率床功率是滿足要求的。 4、基本時間 根據《機械制造工藝學》車削機動時間為： 式中：l=12，f=0.1，n=150 則 5、輔助時間 公式為：，式中：=6 則 工步10：半精車尺寸25±0.05所在的上端面； 1、背吃刀量的確定，在我們查閱資料后，決定取0.5mm。 2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.15mm/r。 3、切削速度V的確定，我們知道加工不同材料的工件，其切削的速度是不一樣的，我們這里選用的刀具是YT15硬質合金車刀，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取0.15mm/r；20m/min；198r/min 依據CKA6140數(shù)控車床的主軸轉動速度圖，取n=200，這樣我們就得到了20.3m/min. 計算后得到，查得所以機床功率床功率是滿足要求的。 4、基本時間 根據《機械制造工藝學》車削機動時間為： 式中：l=12，f=0.15，n=200 則 5、輔助時間 公式為：，式中：=6 則 工步15：粗車φ24的外圓柱面； 1、背吃刀量的確定，在我們查閱資料后，決定取3.5mm。 2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。 3、切削速度V的確定，我們知道加工不同材料的工件，其切削的速度是不一樣的，我們這里選用的刀具是YT15硬質合金車刀，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取0.1mm/r；15m/min；199r/min 依據CKA6140數(shù)控車床的主軸轉動速度圖，取n=200，這樣我們就得到了15.1m/min. 計算后得到，查得所以機床功率床功率是滿足要求的。 4、基本時間 根據《機械制造工藝學》車削機動時間為： 式中：l=8，f=0.1，n=200 則 5、輔助時間 公式為：，式中：=6 則 工步20：半精車φ24的外圓柱面； 1、背吃刀量的確定，在我們查閱資料后，決定取0.5mm。 2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.15mm/r。 3、切削速度V的確定，我們知道加工不同材料的工件，其切削的速度是不一樣的，我們這里選用的刀具是YT15硬質合金車刀，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取0.15mm/r；20m/min；265r/min 依據CKA6140數(shù)控車床的主軸轉動速度圖，取n=280，這樣我們就得到了21.1m/min. 計算后得到，查得所以機床功率床功率是滿足要求的。 4、基本時間 根據《機械制造工藝學》車削機動時間為： 式中：l=8，f=0.15，n=280 則 5、輔助時間 公式為：，式中：=6 則 工步25：車2X1的槽； 1、背吃刀量的確定，在我們查閱資料后，決定取1mm。 2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。 3、切削速度V的確定，我們知道加工不同材料的工件，其切削的速度是不一樣的，我們這里選用的刀具是YT15硬質合金車刀，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取0.1mm/r；15m/min；208r/min 依據CKA6140數(shù)控車床的主軸轉動速度圖，取n=200，這樣我們就得到了15.1m/min. 計算后得到，查得所以機床功率床功率是滿足要求的。 4、基本時間 根據《機械制造工藝學》車削機動時間為： 式中：l=3，f=0.1，n=200 則 5、輔助時間 公式為：，式中：=6 則 工序40：銑削 工步5：粗銑尺寸50所在的前端面； 確定銑床：本次銑削加工時，將采用XA5032立式銑床； 切削深度ap=2mm； 確定刀具：選用盤狀銑刀，， 根據《切削手冊》，mm/z則進給量是 切削速度：根據相關手冊，取； 主軸轉速； 根據機床說明書，取。 故實際切削速度： 當時，工作臺的進給量應為 切削工時： 工步10：粗銑尺寸50所在的后端面； 確定銑床：本次銑削加工時，將采用XA5032立式銑床； 切削深度ap=2mm； 確定刀具：選用盤狀銑刀，， 根據《切削手冊》，mm/z則進給量是 切削速度：根據相關手冊，??； 主軸轉速； 根據機床說明書，取。 故實際切削速度： 當時，工作臺的進給量應為 切削工時： 工步15：粗銑R24所在的圓弧面； 確定銑床：本次銑削加工時，將采用XA5032立式銑床； 切削深度ap=2mm； 確定刀具：選用圓弧銑刀，， 根據《切削手冊》，mm/z則進給量是 切削速度：根據相關手冊，??； 主軸轉速； 根據機床說明書，取。 故實際切削速度： 當時，工作臺的進給量應為 切削工時： 工步20：粗銑尺寸48所在的左端面； 確定銑床：本次銑削加工時，將采用XA5032立式銑床； 切削深度ap=2mm； 確定刀具：選用盤狀銑刀，， 根據《切削手冊》，mm/z則進給量是 切削速度：根據相關手冊，?。? 主軸轉速； 根據機床說明書，取。 故實際切削速度： 當時，工作臺的進給量應為 切削工時： 工步25：粗銑尺寸48所在的右端面； 確定銑床：本次銑削加工時，將采用XA5032立式銑床； 切削深度ap=2mm； 確定刀具：選用盤狀銑刀，， 根據《切削手冊》，mm/z則進給量是 切削速度：根據相關手冊，??； 主軸轉速； 根據機床說明書，取。 故實際切削速度： 當時，工作臺的進給量應為 切削工時： 工序50：鉆削 工步5：鉆φ20H9圓柱孔的底孔； 1、確定鉆床：本次鉆削加工時，將采用Z525立式鉆床。 2、確定鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，do=10mm 3、確定進給量：根據《工藝手冊》取=0.15mm/r。 4、切削速度：根據相關手冊，查得切削速度， 5、主軸轉速 根據機床說明書選取n=392r/min， 故實際切削速度 6、切削工時 工步10：鉆φ20H9圓柱孔； 1、確定鉆床：本次鉆削加工時，將采用Z525立式鉆床。 2、確定鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，do=19.8mm 3、確定進給量：根據《工藝手冊》取=0.15mm/r。 4、切削速度：根據相關手冊，查得切削速度， 5、主軸轉速 根據機床說明書選取n=272r/min， 故實際切削速度 6、切削工時 工步15：擴φ20H9圓柱孔； 1、確定鉆床：本次鉆削加工時，將采用Z525立式鉆床。 2、確定鉆頭：選擇高速鋼擴孔鉆鉆頭，do=20mm 3、確定進給量：根據《工藝手冊》取=0.15mm/r。 4、切削速度：根據相關手冊，查得切削速度， 5、主軸轉速 根據機床說明書選取n=272r/min， 故實際切削速度 6、切削工時 工序60：倒角； 工序70：清洗； 工序80：終檢； 工序90：入庫 第4章 專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。由老師分配的任務，我被要求設計鉆Ф20H9圓柱孔，本夾具將用于Z525立式鉆床。 4.1 定位方案及定位元件的確定與選擇 1、定位方案的確定 我們選用的夾具主要被用在Z525立式鉆床，因為這個零件的左右、前后端面Ф24外圓柱面及其端面等都被加工過的?，F(xiàn)將其定位方案總結如下： （1）選擇尺寸50所在的后端面和工件支承板相接觸，這樣可以有三個方向的自由度。 （2）以尺寸25±0.05mm所在的下端面和鉆模定位座進行定位，這樣限制了2個自由度。 （3）以Ф24外圓柱面和鉆模定位座進行定位，限制了1個自由度，實現(xiàn)了零件的完全定位。 其余零件的定位也采用的“一面兩孔”的定位方案進行。 2、定位元件的選擇 在選擇定位元件之前，需要了解定位元件需要滿足的要求，現(xiàn)將其總結如下： （1）足夠的精度 工件的定位可以通過定位副的接觸或者通過定位副的配合予以實現(xiàn)定位，就定位元件而言，限位基面的精準程度將直接影響到零件的定位精確程度，所以，限位基面應該具有足夠的精準程度來配合零件后期加工是的要求 （2）足夠的強度和剛度 定位元件在工作是不僅僅要滿足對工件自由度的限制，而且，對工件還需要有支撐力、承受夾緊力、切削力的左右。 （3）耐磨性好 因為加工零件在加工過程中需要安裝和夾緊，這樣很容易造成夾具的磨損，導致尺寸不精確等等其他相關因素的發(fā)生，所以，材料的抗摩擦損失的性能一定要好。 （4）工藝性好 定位元件對結構的要求有結構簡單明了，方便零件的安裝、拆卸、替換，還需要方便零件的加工。 本夾具設計選擇的定位元件有夾具體、工件支承板、鉆模定位座。 具體構造見圖4.1定位裝置。 圖4.1 定位裝置 4.2 夾緊方案及裝置的確定與選擇 1、夾緊方案的確定 考慮到本次設計的夾具其零件并不是十分的復雜，并且為本夾具是進行鉆孔。我們利用V型塊、方頭螺栓及夾緊座對工件進行夾緊。 2、夾緊元件的選擇 （1）夾緊零件元件的選擇 采用的方頭螺栓、V型塊、夾緊座作為主要夾緊元件。 （2）鉆模板夾緊元件的選擇 采用的2個內六角螺栓。 （3）夾緊鉆套夾緊元件的選擇 采用的是鉆套螺釘。具體構造見圖4.2夾緊裝置。 圖4.2 夾緊裝置 4.3 夾具體的確定 通過相關資料的查閱，夾具體毛坯的類型有以下幾類： 1、鑄造夾具體 澆鑄知道專屬夾具，而且完全可以滿足各種不同的簡單或者復雜的結構形狀，優(yōu)點是壓縮強度高，剛度和抗震性高，單缺點是，生產周期較長，而且并不是澆鑄出來就可使用，還需要通過后期的處理以達到預定的機械技術要求，通常常見的鑄造選用的材料的是灰鑄鐵。目前，鑄造更具體的應用程序文件夾。 2、焊接夾具體 焊接特定的文件夾，它的焊接型鋼從這個特定的文件夾制造方便，生產周期短，成本低，重量輕（壁厚比鑄造特定文件夾稀釋劑）。然而，具體的焊接夾具的大的熱應力，變形，退火必須確保該文件夾的特定尺寸的穩(wěn)定性。。 3、鍛造夾具體 鍛造型夾具體，適合使用的范圍比較廣闊，比較適合用于個夠比較單一，尺寸變化不大的，對零件的機械條件壓球不是很高的地方可以使用到。 4、型材夾具體 小夾子可以直接用板，棒，管材，型材加工裝配。夾緊簡單，生產周期短，成本低，重量輕，如各種主軸夾緊式混凝土和鋼套鉆模夾具。 結合之前的分析，我們用HT200的灰鑄鐵來作為夾具的材料。具體構造見圖4.3： 圖4.3 夾具體零件圖 4.4 導向裝置的確定 本次夾緊設計的要求是要對被加工的孔進行鉆孔加工，最后才能實現(xiàn)圖上所要求的加工要求，所以我們要選快換鉆套來用作刀具的導向元件。 4.5 鉆削力的計算 (1)刀具：麻花鉆 所列公式 查表得其中：修正系數(shù) ，，，，，，z=24， 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù)：K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1；為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G；G為工件自重 夾緊螺釘：公稱直徑d=20mm，材料45鋼，性能級數(shù)為6.8級 、 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4，取[s]=4，得 ，滿足要求。 經校核：滿足強度要求，夾具安全可靠。 結論 經過對本次設計工作的不懈努力，終于能夠在規(guī)定的時間里完成設計任務。在設計工作過程中，我學到了不少東西，也發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足的地方。 設計注重的是態(tài)度，沒有一個好的、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，就算從事一年的設計，也不可能把課題完成工作。在設計期間，我體會到：只要你肯去下工夫，什么事都難不倒你。我覺得最大的一個收獲是：不管遇到什么困難，只要你肯問、肯交流、肯去查資料，就一定能夠把問題給解決。也就因為這樣，我學會了如何去查工具書，查專業(yè)資料，因為查工具書也是一種技能。另外我從設計過程中鍛煉了自己的一項技能，那就是Auto CAD繪圖能力。在設計過程中，我學到了同學之間的互相溝通、協(xié)調，體現(xiàn)了團隊主義精神。 通過這次設計我終于發(fā)現(xiàn)了我有很多欠缺的地方。在設計的過程中，由于專業(yè)知識的欠缺，使得自己在設計的時候很吃力，有好多是以前學過的，但是由于時間的淡化，漸漸忘記了，還有也是以前學過的，但因為當時的自己處于困惑的狀態(tài)，沒有好好的學，現(xiàn)在想起來確實有點可惜了。 最后，我對指導老師的嚴格要求和對我在設計上的幫助，表示衷心的感謝！同時，對本組同學對我的幫助，表示感謝。 致謝 在這次畢業(yè)設計即將完成的時候，我清晰的看到了自己身上對很多老師在課堂上講述知識的缺乏，使得自己做起來很費力，現(xiàn)在回想起來，由于時間的淡化，原來學過的知識都已經淡忘了，沒有溫故而知新，很是懊惱。在這里我很敬佩我的指導老師，他平時的工作還是很繁忙的，但是每次他都能夠對我的設計進行詳盡的指導和幫助。在此，我要表示由衷的謝意。當然，也要感謝本組同學給予的幫助，謝謝各位?？梢赃@樣將沒有你們的幫助和支持我們的設計不可能在這么短的時間里面完成，也不能完成的這樣的圓滿，再次謝謝你們！ 參考文獻 [1]王季琨，沈中偉，劉錫珍.機械制造設計工藝學[M].天津大學出版社，1984. 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