YE096-閥體工藝和鉆銑夾具設計【銑底面+鉆絞中心φ36孔】,銑底面+鉆絞中心φ36孔,YE096,閥體,工藝,夾具,設計,底面,中心,36 I蘇州科技學院天平學院大畢業(yè)設計(論文)閥體加工工藝及夾具設計所在學院專 業(yè)班 級姓 名學 號指導老師 年 月 日2摘 要本文是對閥體零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對零件的兩道工序的加工設計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內容是設計鉆中心孔夾具。關鍵詞：閥體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具3AbstractThis paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center.Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture4目 錄摘 要 2ABSTRACT 3前 言 5第 1 章 序言 51.1 機械加工工藝概述 51.2 機械加工工藝流程61.3 夾具概述71.4 機床夾具的功能71.5 機床夾具的發(fā)展趨勢81.5.1 機床夾具的現狀81.5.2 現代機床夾具的發(fā)展方向82 零件的分析 102.1 零件的工藝分析103 零件的工藝要求103 工藝規(guī)程設計 113.1 加工工藝過程 113.2 確定各表面加工方案113.2.1 影響加工方法的因素113.3 加工方案的選擇123.3 確定定位基準 123.2.1 粗基準的選擇123.2.1 精基準選擇的原則133.4 工藝路線的擬訂133.4.1 工序的合理組合143.4.2 工序的集中與分散143.4.3 加工階段的劃分153.4.4 加工工藝路線方案的比較163.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定173.5.1 毛坯的結構工藝要求1753.5.2 零件的偏差計算183.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）193.7 時間定額計算及生產安排28第 4 章 鉆中心孔夾具設計 304.1 概述304.2 方案設計304.3 定位基準的選擇304.4 切削力和夾緊力的計算304.5 定位誤差分析 314.6 導向裝置設計 314.7 夾具設計及操作說明32第 5 章 銑底面夾具設計 335.1 設計要求335.2 夾具設計335.2.1 定位基準的選擇定位基準的選擇335.2.2 切削力及夾緊力的計算切削力及夾緊力的計算335.3 定位誤差的分析345.4 夾具設計及操作的簡要說明34結 論 36參考文獻 37致謝 385前 言機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通大學所學的知識，將理論與實踐相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，生產規(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機械加工工藝來體現，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是： 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； 完成專用夾具的設計。通過對零件零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據切銷力的大小、批量生產情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。第 1 章 序言1.1 機械加工工藝概述機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據。機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）6機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數據了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據產品數量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數，工藝規(guī)程是某個廠根據實際情況編寫的特定的加工工藝。1.2 機械加工工藝流程機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產綱領，確定生產類型。 2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）7時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。1.3 夾具概述夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現，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。數控機床的問世，提高了更新頻率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，極大地推動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?！肮び破涫拢叵壤淦?。 ”工具是人類文明進步的標志。自 20 世紀末期以來，現代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。1.4 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的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）8（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。1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。1.5.1 機床夾具的現狀國際生產研究協會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工件種類總數的 85%左右?，F代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 15%左右。特別是近年來，數控機床（NC） 、加工中心（MC） 、成組技術（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。3）適用于精密加工的高精度機床夾具。4）適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具。5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。6）提高機床夾具的標準化程度。蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）91.5.2 現代機床夾具的發(fā)展方向現代機床夾具的發(fā)展方向主要表現為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。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卡盤，其定心精度為 5m；精密心軸的同軸度公差可控制在 1m 內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達 0.20.5m。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、具有夾緊動力裝置的夾具等。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；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為 2620r/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。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、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、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、拼裝夾具、數控機床夾具等。在較長時間內，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。標準化機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148T2259蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）1091 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 零件的分析2.1 零件的工藝分析閥體是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有閥體小端面端要求加工，對精度要求也很高。零件的底面、中心孔62H7孔粗糙度要求都是，所以都要求精6 . 1Ra加工。其中心孔62H7孔有同軸度公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。3 零件的工藝要求一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計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計的要求。蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）11圖 2.1 零件零件圖該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小頭孔、小孔。 以平面為主有： 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是；2 . 3Ra 閥體小端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。2 . 3Ra 孔系加工有： 62H7粗、精鏜加工，其表面粗糙度為；2 . 3Ra 36H7的小孔鉆鉸加工，2 . 3Ra零件毛坯的選擇鑄造，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其13mm年產量是中批量生產。上面主要是對零件零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。3 工藝規(guī)程設計蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）123.1 加工工藝過程由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、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，對于零件來說，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以各尺寸精度。由上面的一些技術條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2 確定各表面加工方案一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計零件的加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和孔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，應選擇價格較底的機床。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量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。 根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質，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容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，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零件主要表面的技術要求來選定最終加工方法。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 Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準備工序可為粗車半精車淬火粗磨。3.3 加工方案的選擇 由參考文獻3表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗銑精銑（） ，粗糙度為6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可79ITITaR蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）13以較小。 由參考文獻3表 2.111 確定，62H7孔的表面粗糙度要求為 6.3，則選擇孔的加方案序為：粗鏜精鏜。 36H7、的小孔鉆鉸孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求，所以我們采用鉆擴鉸的加6 . 1Ra工方法。 小頭端面的加工方法是：因孔兩側面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑6 . 1Ra精銑。3.3 確定定位基準3.2.1 粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點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。粗基準選擇應當滿足以下要求： 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應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。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。3.2.1 精基準選擇的原則 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）14各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，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。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用的44孔為加工基準。選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。3.4 工藝路線的擬訂對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。3.4.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則： 工序分散原則工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中原則工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）15數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含 0.4%1.1%8090 c蘇打及 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。mg2003.4.2 工序的集中與分散制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。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。 工序集中的特點工序數目少，工件裝夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 工序分散的特點工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經濟效果。3.4.3 加工階段的劃分零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）16 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，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，粗加工時能及早發(fā)現毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。 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備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。表面粗糙度為Ra101.25m。 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。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，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 IT6IT7，表面粗糙度為Ra101.25m。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的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，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條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂三個加工工藝路線方案。方案一：1、鑄造2、時效處理3、粗、精銑底面4、粗、精銑頂面蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）175、粗、精銑底面反面臺階面6、鉆2-20孔7、鉆、擴、鉸36H8孔8、粗、精車內孔 629、粗、精銑側面凸臺1110、粗、精銑側面凸臺 211、鉆M24X1.5螺紋孔底孔12、攻絲M24X1.513、鉆孔3514、檢、檢查各部分尺寸及精度15、入庫、組裝入庫方案二：1、鑄造2、時效處理3、粗、精銑底面4、粗、精銑頂面5、粗、精銑底面反面臺階面6、粗、精銑側面凸臺117、粗、精銑側面凸臺 28、鉆2-20孔9、鉆、擴、鉸36H8孔10、粗、精車內孔 6211、鉆M24X1.5螺紋孔底孔12、攻絲M24X1.513、鉆孔3514、檢、檢查各部分尺寸及精度15、入庫、組裝入庫加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。 再看后面的鏜孔、銑孔工序，方案把粗、精加工分在兩個不同的工序中，而方案都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設計專用夾具時也可以減少工件的安裝次數。方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔磨孔后再鉆各凸臺面小孔。這樣鉆孔后導致孔內的粗糙度受到影響。方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。由以上分析：方案為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）181、鑄造2、時效處理3、粗、精銑底面4、粗、精銑頂面5、粗、精銑底面反面臺階面6、鉆2-20孔7、鉆、擴、鉸36H8孔8、粗、精車內孔 629、粗、精銑側面凸臺1110、粗、精銑側面凸臺 211、鉆M24X1.5螺紋孔底孔12、攻絲M24X1.513、鉆孔3514、檢、檢查各部分尺寸及精度15、入庫、組裝入庫3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件的鍛造采用的是 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產類型為中批量生產，采用鑄造毛坯。3.5.1 毛坯的結構工藝要求零件為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： 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件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 鑄造件的結構中應避免深孔或多孔結構。 鑄造件的整體結構應力求簡單。 工藝基準以設計基準相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經濟性。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，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，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，必要時可據此繪出毛坯圖。蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）193.5.2 零件的偏差計算 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算底平面加工余量的計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻4表 1119。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現取 3mm。查3可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取0.21mm精銑：由參考文獻3表 2.359，其余量值規(guī)定為。1.0mm又由參考文獻4表 1119 可得鑄件尺寸公差為。1.40.6毛坯的名義尺寸為：422.2 1.045.2mm毛坯最小尺寸為：45.20.644.6mm毛坯最大尺寸為：45.2 1.446.6mm粗銑后最大尺寸為：42 1.043mm粗銑后最小尺寸為：420.2141.79mm精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度 15d8。 大小頭孔的偏差及加工余量計算孔62H7粗鏜孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是13IT 12.5Raum。0.39mm蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）20精鏜孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是8IT umRa6 . 1。0.039mm根據工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴、鉸三個工序，而大頭孔加工分為粗鏜、精鏜二個工序完成，各工序余量如下：鉆孔35參照參考文獻3表 2.347，表 2.348。確定工序尺寸及加工余量為：加工該孔的工藝是：鉆擴鉸鏜孔62H7加工該孔的工藝是：粗鏜精鏜3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 1：銑底面。機床：臥式銑床X62W刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料：， ，齒15YT100Dmm數，此為粗齒銑刀。5Z 因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：=3mmpa2.2pamm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：pa1.0pamm每齒進給量：根據參考文獻3表 2.473，?。焊鶕a0.15/famm Z考文獻3表 2.481，取銑削速度2.8/Vm s每齒進給量：根據參考文獻3表 2.473，取根據參考faZmmaf/18. 0文獻3表 2.481，取銑削速度2.47/Vm s機床主軸轉速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照參考文獻3表 3.174，取 475 /minnr實際銑削速度 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s進給量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作臺每分進給量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根據參考文獻3表 2.481,取amma60蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）21切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入長度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf機動時間：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以該工序總機動時間110.55minjjjttt工序 1：粗、精銑銑大端面機床：臥式銑床X62W刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數10mmdw40014Z（1）粗銑銑削深度：pammap3每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/4機床主軸轉速：，取nmin/19140014. 3604100010000rdVnmin/200rn 實際銑削速度：VsmndV/19. 460100020040014. 310000進給量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作臺每分進給量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根據機械加工工藝手冊表 2.4.81,amma240被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）22刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精銑銑削深度：pammap5 . 1每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/6機床主軸轉速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 實際銑削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000進給量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作臺每分進給量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長度：精銑時1lmmDl4001刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序機動時間min73. 118. 155. 021jjjttt工序 2：鉆底面 4X13切削深度：pammap5 . 6進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.39，取frmmf/35. 0切削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.41，取VsmV/47. 0機床主軸轉速：，取nmin/5991314. 36047. 0100010000rdVnmin/600rn 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）23實際切削速度： VsmndV/48. 06010006001314. 310000被切削層長度 ：lmml22刀具切入長度：1lmmctgctgkDlr33. 62120215)21 (21刀具切出長度： 取2lmml412mml32走刀次數為 1機動時間：jtmin15. 060035. 0333. 62221fnllltj工序 3：粗、精銑小端面機床：組合銑床刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數mmdw40014Z銑削深度：pammap3每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/4機床主軸轉速：，取nmin/19140014. 3604100010000rdVnmin/200rn 實際銑削速度：VsmndV/19. 460100020040014. 310000進給量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作臺每分進給量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根據機械加工工藝手冊表 2.4.81,amma240被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml329刀具切入長度：1lmmaDDl42) 31 (5 . 0221刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：jtmin53. 02 .70024232921mjflllt工序 4：粗銑兩側面及凸臺機床：組合銑床蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）24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mmdw32012Z銑削深度：pammap3每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/3機床主軸轉速：，取nmin/17932014. 3603100010000rdVnmin/150rn 實際銑削速度：VsmndV/51. 260100015032014. 310000進給量：fVsmmZnaVff/5 . 760/1501225. 0工作臺每分進給量：mfmin/450/5 . 7mmsmmVffm：根據機械加工工藝手冊表 2.4.81,amma192被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml140刀具切入長度：1lmmaDDl34) 31 (5 . 0221刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：1jtmin39. 0450234140211mjflllt（2）粗銑凸臺銑刀直徑，齒數mmdw506Z銑削深度：pammap3每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.77，取faZmmaf/22. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.88，取VsmV/33. 0機床主軸轉速：，取nmin/1265014. 36033. 0100010000rdVnmin/150rn 實際銑削速度：VsmndV/39. 06010001505014. 310000蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）25進給量：fVsmmZnaVff/360/15062 . 0工作臺每分進給量：mfmin/180/3mmsmmVffm走刀次數為 1機動時間：（其中）2jtmin46. 01802614. 302mjfDtmmD260因為： 12jjtt本工序機動時間：jtmin46. 02jjtt工序 5：粗鏜半精鏜 62 H7 孔，留磨削余量 1mm，半精鏜內端面機床：鏜床 T68刀具：高速鋼刀具VCWr418（1）粗鏜孔mm003. 060切削深度：pammap2進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.66，刀桿伸出長度取，fmm200切削深度為。因此確定進給量mm2rmmf/6 . 0切削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.66，取Vmin/15/25. 0msmV機床主軸轉速：，取nmin/5 .607914. 315100010000rdVnmin/60rn 實際切削速度： VsmndV/25. 0601000607914. 310000工作臺每分鐘進給量：mfmin/36606 . 0mmfnfm被切削層長度 ：lmml19刀具切入長度：1lmmtgtgkalrp4 . 52302)32(1刀具切出長度： 取2lmml532mml42行程次數 ：i1i機動時間：1jtmin79. 013644 . 519211mjflllt蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）26工序 3：鉆、擴、鉸孔。機床：立式鉆床 Z525刀具：根據參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔切削深度： pa進給量：根據參考文獻3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：參照參考文獻3表 2.441，取。V0.48/Vm s機床主軸轉速：n，10001000 0.48 60539.53 /min3.14 17vnrd按照參考文獻3表 3.131，取630 /minnr所以實際切削速度 ：v3.14 17 6300.56/10001000 60dnvm s切削工時 被切削層長度 ：l42lmm刀具切入長度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出長度： 取2lmml412mml32走刀次數為 1機動時間： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn 擴孔刀具：根據參照參考文獻3表 4.331 選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。片型號：E403切削深度：pa1.35pamm進給量：根據參考文獻3表 2.452，取。f0.6/fmm r切削速度：參照參考文獻3表 2.453，取。V0.44/Vm s機床主軸轉速：n10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照參考文獻3表 3.131，取500 /minnr所以實際切削速度 ：v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）27切削工時被切削層長度 ：l42lmm刀具切入長度有：1l1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出長度： ，取2lmml412mml32走刀次數為 1機動時間：2jt242330.16min0.6 500jLtfn 鉸孔刀具：根據參照參考文獻3表 4.354，選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。切削深度：，且。pa0.15pamm20Dmm進給量：根據參考文獻3表 2.458，取frmmf/0 . 20 . 1。rmmf/0 . 2切削速度：參照參考文獻3表 2.462，取。VsmV/32. 0機床主軸轉速：n10001000 0.32 60305.73 /min3.14 20VnrD按照參考文獻3表 3.131 取315 /minnr實際切削速度 ：v3.14 20 6000.63/10001000 60Dnvm s切削工時被切削層長度 ：l42lmm刀具切入長度，1l0120 19.7(1 2)12022.0922rDdlctgkctgmm刀具切出長度： 取2lmml412mml32走刀次數為 1機動時間：3jt3422.0930.07min2 315jLtnf該工序的加工機動時間的總和是：jt0.250.160.070.48minjt 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）28工序 14：大端面上螺孔攻絲機床：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fmmp5 . 1rmmf/5 . 1切削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.105，取Vmin/88. 8/148. 0msmV機床主軸轉速：，取nmin/2831014. 388. 8100010000rdVnmin/250rn 絲錐回轉轉速：取0nmin/250rnn實際切削速度： VsmndV/13. 06010000251014. 310000由工序 4 可知： mml30mml5 . 4102l走刀次數為 1機動時間：jtmin18. 02505 . 15 . 4302505 . 15 . 43002121fnlllfnllltj工序 15：小端面上螺孔攻絲機床：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fmmp5 . 1rmmf/5 . 1切削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.105，取Vmin/88. 8/148. 0msmV機床主軸轉速：，取nmin/2831014. 388. 8100010000rdVnmin/250rn 絲錐回轉轉速：取0nmin/250rnn實際切削速度： VsmndV/13. 06010000251014. 310000由工序 2 可知： mml20mml5 . 4102l走刀次數為 1機動時間：jtmin13. 02505 . 15 . 4202505 . 15 . 42002121fnlllfnllltj3.7 時間定額計算及生產安排根據設計任務要求，該零件的年產量為 5000 件。一年以 240 個工作日計算，蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）29每天的產量應不低于 21 件。設每天的產量為 21 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 22.8min。參照參考文獻3表 2.52，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） Ntktttzzfjd/%)1)(0/Ntzz因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為： %)1)(ktttfjd其中： 單件時間定額 基本時間（機動時間）dtjt 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 布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值k 粗、精銑面粗加工機動時間：jt0.55minjt粗精加工機動時間：jt0.58minjt精輔助時間：參照參考文獻3表 2.545，取工步輔助時間為。ftmin41. 0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，min1則 min41. 1141. 0ft：根據參考文獻3表 2.548，k13k單間時間定額有：dt()(1%)(0.55 1.41)(1 13%)2.21min22.8minfdjtttk粗粗()(1%)(0.58 1.41)(1 13%)2.25min22.8minfdjtttk精精因此應布置二臺粗、精機床即可以完成此二道工序的加工，達到生產要求。輔助時間：參照參考文獻3表 2.537，取工步輔助時間為。ftmin81. 0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，min3則 min81. 3381. 0ft：根據參考文獻3表 2.539，。k83.14k單間時間定額：()(1%)(0.1043.81)(1 14.83%)4.49min22.8mindfjtttk精因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產要求。 鉆各小孔蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）30機動時間： jt0.11minjt 輔助時間：參照參考文獻3表 2.541，取工步輔助時間為。ftmin775. 1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，min1則 min775. 11775. 1ft：根據參考文獻3表 2.543，。k14.12k單間時間定額，由式（1.11）有：dt()(1%)(0.11 1.775)(1 12.14%)2.11min22.8mindjftttk因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產要求31第 4 章 鉆中心孔夾具設計4.1 概述在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件正確位置固定不動，這一任務就是由夾具來完成。對于單件、小批生產，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產成本。但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往比較費時間，并且操作復雜，生產效率低。 本零件屬于大量生產，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度， 提高生產效率，設計專用夾具就顯得非常必要。4.2 方案設計方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案設計的好、壞將直接影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達到設計要求，因此必須慎重考慮。設計方案的擬定必須遵循下列原則：1、定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。2、夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。3、夾具結構盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低4.3 定位基準的選擇我們采用已經加工好的及其端面作為定位基準，一個固定 V 型塊、活動 V 型塊、端面共限制 5 個自由度，這樣還有一個旋轉的自由度沒有限制，為了保證空間工件定位準確，我們需要限制 6 個自由度，限制旋轉方向的自由度。這樣空間 6 個自由度就限制完了。4.4 切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）6 . 08 . 026HBDfF 鉆削力矩 式（5-3）6 . 08 . 09 . 110HBfDT 式中 maxmaxmin11187187 14917433HBHBHBHB