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1、 飛錘支架加工工藝及夾具三維設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 22 頁(yè) 飛錘支架加工工藝及夾具的三維設(shè)計(jì) 作者：*** 指導(dǎo)老師：*** ****大學(xué)**學(xué)院 09級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè) 合肥****** 摘要：機(jī)械加工工藝是在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)改變加工對(duì)象的形狀，相互位置以及一些性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的加工改進(jìn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約的生產(chǎn)目的。 本次課題研究飛錘支架加工工藝的規(guī)程，通過(guò)制定合理的機(jī)械加工工藝來(lái)達(dá)到改進(jìn)對(duì)象的形狀，位置及相互性質(zhì)達(dá)到節(jié)約化生產(chǎn)的目的。第一步：對(duì)零件圖及零件工作過(guò)程性能進(jìn)行分析，

2、了解工件具體結(jié)構(gòu)形式，明確各項(xiàng)技術(shù)要求，從而對(duì)零件組成表面選擇恰當(dāng)?shù)募庸し绞椒椒ā５诙剑簲M定合理的加工工藝規(guī)程。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中，要確保工件在機(jī)床和夾具中定位的精確度和夾緊的牢固程度，使工件與刀具及機(jī)床主軸，導(dǎo)軌之間具有正確的相對(duì)位置，從而來(lái)保證被加工工件的尺寸精度、形狀精度和位置精度等相關(guān)技術(shù)要求。第三步：工件定位后將其固定在正確的位置上，使其不因種種的外力作用而改變其相對(duì)位置的變化。在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)查找和收集相關(guān)材料和數(shù)據(jù)，翻閱和學(xué)習(xí)相關(guān)材料，借助AutoCAD二維設(shè)計(jì)軟件生成所設(shè)計(jì)夾具的平面造型再利用SolidWorks三維設(shè)計(jì)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)夾具的三維造型。著重研究了零件的加工工藝，夾

3、具的形狀結(jié)構(gòu)，以及零件在鉆床夾具上的定位、裝夾等工序。 關(guān)鍵詞：毛坯 加工余量 工藝規(guī)程 制造工藝 夾具設(shè)計(jì) 1 引言 飛錘支架為盤(pán)類(lèi)零件主要用于各種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，用于安裝柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)減速器的飛錘從而便于發(fā)動(dòng)機(jī)的及時(shí)的調(diào)速。制造要求比較嚴(yán)格需正火處理使零件硬度達(dá)到HBS250—300；球墨鑄鐵的金相組織基體為85%以上的珠光體，球化率應(yīng)大于80%，且不許有片狀石墨體的存在；鑄造時(shí)的拔模斜率為3度；鑄件應(yīng)清除型砂及粘砂，鑄造成品不應(yīng)有裂縫以保證零件的強(qiáng)度，硬度及剛度使其在外力作用下不發(fā)生意外事故，確保工作中零件的使用安全；縮孔，夾渣，外表夾雜物及其他鑄造缺陷當(dāng)然也是不

4、允許的。各面對(duì)內(nèi)孔垂直度誤差不應(yīng)超過(guò)0.1， 最后要去銳邊尖角。 2 零件的分析 2.1零件圖 圖1 零件圖 圖2 零件 2.2 特點(diǎn)及技術(shù)要求 飛錘支架是鑄造件，從整體形狀來(lái)看是盤(pán)類(lèi)中心孔零件。根據(jù)要求主要是加工孔和一些平面。具體特點(diǎn)和技術(shù)要求有： 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 一般而言，回轉(zhuǎn)體加工表面采用一個(gè)毛坯外圓作為粗基準(zhǔn)是合理的。但是，針對(duì)本次加工零件的特點(diǎn)若以孔Φ7 0+0.3的外圓表面作為粗基準(zhǔn)，第一步加工出孔Φ7 0+0.3，第二步再以孔Φ7 0+0.3內(nèi)圓表面作為精基準(zhǔn)，這樣后面就難以定位加工外圓表面和端面，因?yàn)榭爪? 0

5、+0.3的直徑太小。但是若緊接著加工出一個(gè)端面作為精基準(zhǔn)，在選擇這個(gè)端面時(shí)考慮到加工經(jīng)濟(jì)精度，所以選擇先加工大端面的通槽，因?yàn)槊鞑捎檬止ど靶丸T造，表面精度較高，加工余量較小。綜合上訴，此次設(shè)計(jì)中決定采用四爪卡盤(pán)夾持零件小圓Φ7 0+0.3的外圓表面的大圓，劃線(xiàn)找正作為粗基準(zhǔn)，先加工出孔Φ7 0+0.3和孔2-Φ5.5，后續(xù)工序就能用使用Φ7 0+0.3作為統(tǒng)一的精基準(zhǔn)，這樣的工序安排也符合粗基準(zhǔn)選用原則。 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，并同時(shí)考慮統(tǒng)一基準(zhǔn)原則，選用孔Φ7 0+0.3作為第一精基準(zhǔn)?？紤]定位穩(wěn)定可靠，選擇一個(gè)大端面作為第二精基準(zhǔn)。 2.3

6、加工要求 1) 該零件為鑄件，材料為球墨鑄鐵； 要求加工2個(gè)Φ6 0+0.25mm孔粗糙度為Ra=6.3μｍ、2個(gè)Φ5.5mm孔粗糙度為Ra=1.6μｍ、Φ7 0+0.3mm孔粗糙度為Ra=1.6μｍ這些孔的的精度等級(jí)均為IT7,且要求與底面平行度公差為0.02； 2) 要求精加大端面凹槽的粗糙度Ra=6.3μｍ，平面度公差為0.03，垂直度公差為0.08，凹槽寬度18mm凹槽側(cè)面的粗糙度為Ra=12.5μｍ； 3) 加工小端面Φ11的圓端面粗糙度Ra=6.3μｍ，平面度公差為0.03； 4) 锪平加工2個(gè)Φ12mm孔粗糙度為Ra=12.5μｍ。 5) 最后去銳邊尖角。

7、3 確定毛坯制造工藝和加工余量 3.1 毛坯的結(jié)構(gòu)確定 零件毛坯的選擇需要綜合考慮多方面的因素：包括零件的材料，零件力學(xué)性能的要求，零件形狀及尺寸，零件毛坯的生產(chǎn)條件，毛坯的制造的經(jīng)濟(jì)條件，采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性等。 1.毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求： 1）鑄件的厚度應(yīng)合適、均勻，不得有突然變化以免產(chǎn)生應(yīng)力集中。 2）鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角。 3）鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有合理的起模斜度。 4）鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性本次零件的設(shè)計(jì)選擇的是球墨鑄鐵。 5）毛坯形狀、尺寸確定的要求要有較高的尺寸標(biāo)注和工藝公差要求。 2.

8、設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)該考慮到： 1）加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單滿(mǎn)足相應(yīng)的工作要求適當(dāng)?shù)拿烙^(guān)。 2）工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致注意粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的配合使用。 3）毛坯的設(shè)計(jì)要便于裝夾、加工和檢查。 4）結(jié)構(gòu)要素統(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)因素，行位公差因素，熱處理因素，生產(chǎn)率因素，工廠(chǎng)條件因素等。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，但減少加工余量，提高材料的利用率，對(duì)降低加工成本有很大的幫助。因此，毛坯的種類(lèi)形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題還要保證零件的使用性能。在毛坯的種類(lèi)形狀及尺寸確定后，可根據(jù)這些相關(guān)尺寸繪制出毛坯圖。 3.2毛坯的分析

9、 毛坯材料為球墨鑄鐵（QT）工作條件: （1）為承受中等載荷的零件； （2）綜合機(jī)械性能較高； （3）適用于高強(qiáng)度，高沖擊韌性的油閥，連桿等； （4）亦可通過(guò)調(diào)制處理改善相關(guān)性能。 毛坯的熱處理： 球墨鑄鐵（QT）的熱處理主要是改變它的基本組織和性能，常用的熱處理工藝有：退火，正火，焠火，回火，表面焠火等。 球墨鑄鐵退火的目的主要是為了消除鑄造應(yīng)力和鑄造得到的白口；球墨鑄鐵正火的目的為了獲得珠光體組織（珠光體的硬度和強(qiáng)度都較高塑性也較好）從而獲得較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性（有時(shí)正火是為了表面焠火做組織準(zhǔn)備）；球墨鑄鐵的焠火及回火跟鋼的焠火及回火是一樣的，根據(jù)鑄件的工作條件及使用性

10、能可選擇合理的焠火及回火工藝，對(duì)于要求高強(qiáng)度、高沖擊韌性的工作件可采用調(diào)制處理。 3.3 各加工表面的總余量的確定 加工余量、工序尺寸及偏差經(jīng)查閱計(jì)算后列表如下： 表1 各加工面的工序余量和工序尺寸表 加工表面 工序名稱(chēng) 工序余量 工序尺寸 孔Φ 鉆 6.85 Φ 鉸 0.15 Φ 外 圓 面 Φ11 粗車(chē) 2.75 Φ11.75 半精車(chē) 0.75 Φ11 Φ15 粗車(chē) 3.5 Φ15 Φ 粗車(chē) 2.5 Φ 半精車(chē) 0.75 Φ 精車(chē) 0.25 Φ 左右端面 精車(chē) 3.5 半精車(chē) 1.5

11、 26 孔2-Φ5.5 鉆 5.5 Φ5.5 面2-Φ12 刮 1.0 1.0 槽50 半精銑 1.0 50 孔4-Φ 鉆 4.5 Φ 鉸 1.5 Φ 4 制定零件工藝規(guī)程 4.1 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問(wèn)題： 4.1.1 加工方法選擇的原則 1）所選加工方法應(yīng)認(rèn)真分析每種加工方法的經(jīng)濟(jì)、精度之間的要求相適應(yīng)。 2）所選加工方法能夠確保加工面的各種幾何形狀要求，表面相互位置的精度要求。 3）所選加工方法要與零件所選材料的可加工性相互適應(yīng)。 4）所選加工方法要與各種生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。 5）所選加工方法要與企業(yè)現(xiàn)有條件及工人師傅的技術(shù)水平相

12、協(xié)調(diào)。 4.1.2 加工階段的劃分： 按照加工分步的不同，工藝過(guò)程通?？梢詣澐譃橐幌聨讉€(gè)加工階段： 1）粗加工階段 粗加工的最終目的是切去多數(shù)多余的金屬，為后面的精加工創(chuàng)造所需的條件，并為半精加工、精加工提供加工的定位基準(zhǔn)。粗加工一般采用功率較大、剛性好、精度較低的機(jī)床，確定大的切削用量，提高生產(chǎn)率，粗加工時(shí)，刀具的切削力大，切削熱量多，因此所需夾緊力較大，使得工件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形，導(dǎo)致加工精度低，粗糙度值大。 2）半精加工階段 半精加工階段的主要任務(wù)是完成一些次要面的加工為后面主要表面的精加工做好相應(yīng)的前期準(zhǔn)備，用以保證合適的加工余量。 3）精加工階段 精加工階段的主要

13、任務(wù)是切除工件上剩余的少量的余量，主要的目的是保證零件的形狀精度，尺寸精度以及表面粗糙度，致使各個(gè)主要表面達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的要求。另外精加工工序通常安排在最后，可防止以及減少工件精加工表面損傷情況的發(fā)生。精加工通常采用高精度的機(jī)床非常小的切削用量，工序變形量很小，有利于保證加工精度。 4.1.3 加工順序的安排 零件的加工過(guò)程一般情況下包含加工工序，熱處理工序以及一些必要的輔助性工序。我們?cè)诎才偶庸ろ樞驎r(shí)通常遵循以下一般的原則： 工序類(lèi)別 工序 安排原則 機(jī)械加工 1. 對(duì)于毛坯的形狀及尺寸特點(diǎn)，首先制定劃線(xiàn)的工學(xué)找正基準(zhǔn) 2. 按 照“先基準(zhǔn)后其他”的順

14、序，先加工精基準(zhǔn)面 3. 在其他重要表面加工前要應(yīng)對(duì)初選的精基準(zhǔn)進(jìn)行修改 4. “先主后次，先粗后精” 5. 主要表面有位置精度要求的就要求次要表面的加工應(yīng)安排在主要表面加工完成之后再加工 熱處理 退火與正火 毛坯熱處理，一般應(yīng)安排在相關(guān)機(jī)械加工之前進(jìn)行 時(shí)效 對(duì)于尺寸大的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，要在粗加工之前先安排相應(yīng)的時(shí)效處理來(lái)消除殘余應(yīng)力；然而對(duì)于精度要求較高的鑄件，要在半精加工前和加工后各安排一次必要的時(shí)效處理 淬火 淬火能提高工件的硬度，所以應(yīng)將次步驟放在精加工的磨削加工前進(jìn)行 滲碳 滲碳易產(chǎn)生工件的變形，所以應(yīng)安排在精加工前 滲氮 通常安排在加工工藝過(guò)程的后部、

15、通常設(shè)定在這些表面的最終加工之前 輔助工序 中間檢驗(yàn) 通常安排在粗加工結(jié)束之后，精加工之前進(jìn)行且放在花費(fèi)工時(shí)較多和重要工序的前后 特種檢驗(yàn) 主要用于表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，一般都安排在精加工階段。 表面處理 該步的處理工序一般安排在加工工序的最后 4.1.4 工序的合理組合 確定零件的加工方法以后，就需要安生產(chǎn)類(lèi)型、各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和現(xiàn)有機(jī)床設(shè)備等相關(guān)具體生產(chǎn)條件來(lái)確定工藝過(guò)程中的加工工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則如下： a.工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利于選擇最合理的切削用量。 1）加工設(shè)備及裝備功能單一，方便維修調(diào)整，工作量

16、小。 2）工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，通常采用較為合理的切削用量。 3）生產(chǎn)面積較大，具有眾多的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)面積較大。 4）操作及加工方法較簡(jiǎn)單，對(duì)工人的技術(shù)要求不高。 b.工序集中原則 1）生產(chǎn)率很高，通常采用柔性和多功能智能的加工設(shè)備及裝備。 2）加工過(guò)程中裝夾的次數(shù)少，易保證各加工面間的位置精度，縮短了生產(chǎn)周期節(jié)約了大量的時(shí)間有效的提高了生產(chǎn)的效率。 3）大大的簡(jiǎn)化了組織生產(chǎn)及計(jì)劃工作。 4）但也有一些缺點(diǎn)如設(shè)備的投資較大，設(shè)備的調(diào)整較為復(fù)雜，前期的準(zhǔn)備工作量很大，產(chǎn)品轉(zhuǎn)換較為費(fèi)時(shí)費(fèi)事。 通常狀態(tài)下，在一般的小

17、批量生產(chǎn)中，為了簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，很多時(shí)候?qū)⒐ば蜻m當(dāng)?shù)倪M(jìn)行集中化處理。但是考慮到由于要采用專(zhuān)用設(shè)備，工序集中程序在常規(guī)的設(shè)計(jì)中受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床以及加工工件的夾具組織成較為簡(jiǎn)單的流水線(xiàn)方便進(jìn)行生產(chǎn)。 4.2 制定工藝路線(xiàn) 擬定相關(guān)的工藝路線(xiàn)是制定工藝過(guò)程中的非常關(guān)鍵性的一步。在擬定時(shí)應(yīng)認(rèn)真細(xì)致的做充分調(diào)查研究工作，多提幾個(gè)備選方案并加以分析比較后選擇確定一個(gè)最佳的加工方案。 綜合以上的考慮先粗加工然后進(jìn)行精加工，充分考慮加工的經(jīng)濟(jì)性及精度，用最終的精加工保證工件的相關(guān)尺寸的要求。我們最終選用四爪動(dòng)卡盤(pán)夾持零件的右小圓Φ的外表面，然后劃線(xiàn)找正將其確定為粗基準(zhǔn)。 第一步：加工出孔Φ7

18、 0+0.3和孔2-Φ5.5，這樣做是為了在后面的加工工序中能用到大圓端的Φ7 0+0.3孔這個(gè)統(tǒng)一的精基準(zhǔn)了。 第二步：加工出大圓端的通槽，在加工通槽左右側(cè)兩個(gè)平面和通孔Φ7 0+0.3的外圓時(shí)，要在車(chē)床上一次性加工出來(lái)，通過(guò)精車(chē)通槽左右兩側(cè)平面的這樣的一種精加工來(lái)保證通孔的尺寸Φ7 0+0.3，因而該精度不是通過(guò)銑通槽來(lái)保證的，這樣來(lái)加工更加符合加工的經(jīng)濟(jì)性及精確度。 第三步：加工外圓時(shí)沒(méi)有進(jìn)行再次的裝夾從而未造成裝夾的誤差，因此可以保證Φ相對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的尺寸相關(guān)要求，這樣使得在同一工序中粗加工和精加工分開(kāi)還能夠保證在車(chē)外圓時(shí)不會(huì)破壞通槽左右兩側(cè)的平面。 第四步：鉆孔4

19、-Φ時(shí)，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，安排在車(chē)大端面的后面進(jìn)行。次外，在加工通孔4-Φ的外端面是在所有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都加工好后再進(jìn)行的，所以要放在最后加工孔4-Φ，這樣加工的話(huà)就可以保證加工基準(zhǔn)與之前的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相互重合以滿(mǎn)足加工中的重合度要求。 此次設(shè)計(jì)的前提是成批生產(chǎn)工件，因此采用通用機(jī)床再配合組合夾具，在工序設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量使工序集中目的就是來(lái)保證各加工表面之間的相互位置精確度的精度的要求，以達(dá)到最大限度的提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，節(jié)省大量的工件裝夾的時(shí)間并減少了工件的搬動(dòng)次數(shù)。最后，因?yàn)榱慵某叽缦鄬?duì)很小，加工量也很小，可不予考慮在加工過(guò)程中刀具加工的發(fā)熱而因引起的熱變形。 因此經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料的計(jì)算

20、我確定了如下的工藝路線(xiàn)： 工序一：鑄造(手工砂型鑄造)； 工序二：熱處理，退火； 工序三：粗車(chē)、半精車(chē)右端大圓面，車(chē)左小端面，粗車(chē)Φ11、Φ15、Φ19三個(gè)外圓面，并都進(jìn)行倒角0.545度，直至滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，鉆并鉸孔Φ7 0+0.3，進(jìn)行倒角1.545度； 工序四：粗銑槽50； 工序五：半精銑槽50； 工序六：鉆孔2-Φ5.5，并锪平孔Φ12； 工序七：鉆并鉸孔4-Φ，后進(jìn)行倒角4-1.545度； 工序八：去除工件的銳邊尖角； 工序九：檢驗(yàn)； 工序十：最終檢驗(yàn)。 4.3 定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)基準(zhǔn)重合原則的性質(zhì)并同時(shí)考慮統(tǒng)一基準(zhǔn)的原則，選用孔Φ7 0+0.3作為

21、第一精基準(zhǔn)。考慮定位穩(wěn)定可靠性，選擇左端大端面作為第二精基準(zhǔn)。具體的情況參看工藝路線(xiàn)的最終確定方案表。 4.4余量與工序尺寸 根據(jù)各工序所采用的各種加工方法、經(jīng)濟(jì)性和精確度，通過(guò)查詢(xún)機(jī)械工藝學(xué)手冊(cè)然后確定各步加工的余量、加工的工序尺寸。一個(gè)表面孔槽的總的加工余量即為該表面各分步工序加工余量之和。 表2 各加工面的工序余量和工序尺寸表 加工表面 工序名稱(chēng) 工序余量 工序尺寸 孔Φ 鉆 6.85 Φ 鉸 0.15 Φ7 0+0.3 外 圓 面 Φ11 粗車(chē) 2.75 Φ11.75 半精車(chē) 0.75 Φ11 Φ15 粗車(chē)

22、 3.5 Φ15 Φ 粗車(chē) 2.5 Φ 半精車(chē) 0.75 Φ 精車(chē) 0.25 Φ 左右端面 精車(chē) 3.5 半精車(chē) 1.5 26 孔2-Φ5.5 鉆 5.5 Φ5.5 面2-Φ12 刮 1.0 1.0 槽50 半精銑 1.0 50 孔4-Φ 鉆 4.5 Φ 鉸 1.5 Φ 4.4．1工藝過(guò)程卡片 結(jié)合前面的分析最終得出飛錘支架的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片如下表。 表3 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 零件圖號(hào) 零件名稱(chēng) 45-1082 飛錘支架 工

23、序號(hào) 工序名稱(chēng)及內(nèi)容 機(jī)床 夾具 刀具 量具 輔具 工時(shí) 名稱(chēng) 型號(hào) 名稱(chēng) 規(guī)格 名稱(chēng) 規(guī)格 工序1 鑄造(手工砂型鑄造)； 工序2 熱處理，退火，硬度HB250-300； 工序3 粗車(chē)、半精車(chē)右端面，車(chē)左端面，粗車(chē)Φ11、Φ15、Φ19三個(gè)外圓，并倒角0.545度，直至滿(mǎn)足圖紙要求，鉆、鉸孔Φ，并倒角1.545度； 車(chē)床 CA6140A 氣動(dòng)三爪卡盤(pán) 麻花鉆、直柄鉸刀 、45度彎頭刀 d=6,L=93,l=57;D=71,L=95 塞規(guī) 、游

24、標(biāo)卡 尺、千分尺 Φ7 頂尖座、定位裝置 工序4 粗銑槽50 銑床 X5012 專(zhuān)用夾具 盤(pán)銑刀 D=15,L=120,l=36 游標(biāo)卡尺 工序5 半精銑槽50 銑床 X5012 專(zhuān)用夾具 盤(pán)銑刀 D=15,L=120,l=36 游標(biāo)卡尺 工序6 鉆孔2-Φ5.5，并锪平Φ12 鉆床 Z515 專(zhuān)用家具 麻花鉆、雙面套式端面锪鉆 d=5.5,D=12 塞規(guī) Φ5.5 工序7 鉆、鉸孔4-Φ，并倒角4-1.545度 鉆床 Z3040 專(zhuān)用夾具 麻花鉆、直柄鉸刀

25、 d=4.5,d=6 塞規(guī) Φ4.5、6 0.7min 工序8 去銳邊尖角 工序9 檢驗(yàn) 頂尖座 工序10 最終檢驗(yàn) 塞規(guī) 、千分尺、游標(biāo)卡尺 4.4.2 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì) 工序1： 1、工步的劃分 工步(1)：鉆孔2-Φ； 工步(2)：鉆孔2-Φ； 工步(3)：锪平2-Φ12； 工步(4)：锪平2-Φ12； 2、 加工余量的確定； 3、 確定走刀長(zhǎng)度和走刀的次數(shù)； 4、 鉆孔：采用麻花鉆鉆孔，查找相關(guān)的工藝手冊(cè)并進(jìn)行必要的計(jì)算得

26、出走刀的長(zhǎng) 度為6mm，走刀次數(shù)為1次； 锪平面：采用端面锪鉆，查工藝手冊(cè)并計(jì)算得出走刀的長(zhǎng)度為2mm，走刀的次數(shù)為1次； 5、切削用量的選擇 1) 工步1：鉆孔2-Φ 1)背吃刀量：鉆孔余量5.5，一次性加工完成，可取=5.5； 2)進(jìn)給量：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表6-27，得到：f=0.13mm/r； 3)切削速度：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表6-27，得到：v=30m/min； 2) 工步2：鉆孔2-Φ 1)背吃刀量：鉆孔余量5.5，一次性完成，可取=5.5； 2)進(jìn)給量：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表6-27，得到：f=0.13mm/r； 3)切削速度：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表6-27，得到：v=30m/mi

27、n。 3) 工步3：锪平2-Φ12； 1） 背吃刀量：鉆孔余量12，一次完成，可取=12； 2） 進(jìn)給量：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表6-27，得到：f=0.13mm/r； 3）切削速度：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表6-27，得到：v=30m/min； 4) 工步4：锪平2-Φ12； 1） 背吃刀量：鉆孔余量12，一次性完成，可取=12； 2） 進(jìn)給量：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表6-27，得到：f=0.13mm/r； 3）切削速度：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表6-27，得到：v=30m/min； 6、工時(shí)的計(jì)算 1） 鉆Φ5.5mm孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼

28、麻花鉆Φ4. 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1469r/min 與1469r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=2012r/min。 所以實(shí)際切削速度== 4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=5mm; =4mm; =3mm; t= ==0.0477(min) 2) 擴(kuò)Φ12mm孔 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6.

29、 1) 進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 切削速度　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 786r/min 與796r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min。現(xiàn)選取=750r/min。 所以實(shí)際切削速度 == 4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1 　 t=i ;其中l(wèi)=2mm; =4mm; =0mm; t= ==0.0615(min) 結(jié)合上面的相關(guān)計(jì)算得到工序6（鉆孔2-Φ，锪平2-Φ12）的工序卡片見(jiàn)下表。 表4 機(jī)

30、械加工工序卡片 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 鉆孔 2-Φ 工序號(hào) 6 零件名稱(chēng) 飛錘支架 零件 圖號(hào) 45-1082 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材料 毛坯 牌號(hào) 硬度 型式 重量 QT60-2 HBS250-300 鑄件 設(shè)備 夾具 輔助 工具 名稱(chēng) 型號(hào) 定位裝置 鉆床 Z515 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具 量具 走刀長(zhǎng)度mm 走刀次數(shù) 背吃刀量mm 進(jìn)給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/s 工時(shí)min 1 鉆孔2-Φ 麻花鉆 塞規(guī)

31、 6 1 5.5 0.1 1540 0.4 0.12 2 鉆孔2-Φ 麻花鉆 塞規(guī) 6 1 5.5 0.1 1540 0.4 0.12 3 锪平2-Φ12 端面锪鉆 2 1 12 0.15 1540 0.7 0.03 4 锪平2-Φ12 端面锪鉆 2 1 12 0.15 1540 0.7 0.03 5 夾具設(shè)計(jì) 5.1機(jī)床夾具的概念及工作原理 機(jī)械工件在制造過(guò)程中是被用來(lái)固定的，確保工件在機(jī)床上占有正確的位置，便于后期的機(jī)械加工和機(jī)械檢測(cè)的一種機(jī)械裝置簡(jiǎn)稱(chēng)夾具。夾具的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)準(zhǔn)備性的工作是直接為

32、機(jī)械產(chǎn)品服務(wù)的。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程特點(diǎn)一般為以下幾點(diǎn)：設(shè)計(jì)周期較短，要求較高的精度，機(jī)械夾具的設(shè)計(jì)與機(jī)械加工工藝等過(guò)程關(guān)系非常密切 在實(shí)際操作中，工件相對(duì)機(jī)床上刀具的正確位置，通常是分為三步實(shí)現(xiàn)的。 第一步：加工工件在夾具上要事先占有一個(gè)正確的位置，這就需要通過(guò)夾具上各個(gè)定位元件的設(shè)定的定位工作面及工件的定位基準(zhǔn)面形成的相互配合或相互接觸的關(guān)系來(lái)最終實(shí)現(xiàn)的。 第二步：夾持工件的夾具在機(jī)床上應(yīng)占有一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的位置，這樣就需要由夾持夾具與加工機(jī)床的接觸表面和相對(duì)應(yīng)的連接元件來(lái)最終保證的。設(shè)計(jì)夾具時(shí)考慮到了其結(jié)構(gòu)從而保證了夾具上的定位元件所具有的定位工作面的位置。 第三步：在加工過(guò)程中可以

33、調(diào)整刀具相對(duì)元件的位置，確保加工過(guò)程中定位元件與定位工作面的正確位置，同時(shí)也保證了加工工件要加工的表面相對(duì)于加工工件定位基準(zhǔn)的位置尺寸。 5.2 機(jī)床夾具的組成 夾具的種類(lèi)雖然多種多樣，但是其組成部分通常包括以下幾個(gè)部分： 1）夾緊裝置 2）定位裝置 3）鏈接元件 4）導(dǎo)向元件和對(duì)刀元件 5）夾具體 6）其它的元件或裝置 5.3 機(jī)床夾具的作用與分類(lèi) 夾具的作用： 夾具雖然雖然只是機(jī)械加工中機(jī)床上的一種附加的工藝裝置，但是其在整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著很重要的作用，在機(jī)械加工過(guò)程中采用相應(yīng)的夾具夾持加工工件不僅僅對(duì)工件的加工質(zhì)量，縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)的效率，降低勞動(dòng)工人

34、的工作強(qiáng)度以及減少對(duì)工人技術(shù)水平的要求，還可以改變機(jī)床的用途及擴(kuò)大各種機(jī)床的工藝范圍。 夾具的分類(lèi)： 夾具的分類(lèi)方法很多，下面按各種機(jī)床的使用特點(diǎn)，應(yīng)用范圍可將夾具分為以下幾種：隨行夾具，專(zhuān)用夾具，可調(diào)夾具，通用夾具，組成夾具，組合夾具等； 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中要使用的是鉆孔工序的夾具，所以選用專(zhuān)用夾具進(jìn)行裝夾工件。 5.4分析資料 切削力及夾緊力的計(jì)算 由公式F=412D fK 式中 D=7mm f=0.3mm/r 查表得：K=（）=0.95 即：F=1640（N） 切削扭矩公式：M=0.12Df K 即：M=3.1（Nm） 實(shí)際所需夾緊力：W= F/(μ+μ) 取K

35、=2.25, μ=0.16, μ=0.2 即：W=7.1（N） 螺旋加緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力： W=QL/γtgψ+γtg（α+ψ）=5830(N) 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)壓塊押金工件。 進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算：W= Wl/Lη 即：W= WLη/l=7.5（N） M= Wl/Lη=4(N) 由上數(shù)計(jì)算得：M＞＞M W＞＞W(wǎng) 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 5.5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 本此次設(shè)計(jì)的夾具用于在搖臂鉆床上加工飛錘支架大圓盤(pán)的左右兩個(gè)通孔的加工，工件以大端面和小端面為定位基準(zhǔn)并在底部的支撐釘和支撐板上來(lái)完成的定位，在此次設(shè)計(jì)中采用手動(dòng)的可上下移動(dòng)

36、的壓緊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的壓緊過(guò)程，這樣的設(shè)計(jì)可增加工件夾緊的可靠性以及加工過(guò)程的操作相對(duì)較為簡(jiǎn)單。 6 三維造型的意義 SolidWorks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。SolidWorks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD 解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。對(duì)于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶(hù)，基本上就可以用SolidWorks 來(lái)搞設(shè)計(jì)了。Sol

37、idWorks獨(dú)有的拖拽功能使用戶(hù)在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。 SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用戶(hù)能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。 特征模版為標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)特征，提供了良好的環(huán)境。用戶(hù)可以直接從特征模版上調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的零件和特征，并與同事共享。SolidWorks 提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶(hù)可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維實(shí)體設(shè)計(jì)。 配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分，它涉及到零件

38、設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖。配置管理使得你能夠在一個(gè)CAD文檔中，通過(guò)對(duì)不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。在SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過(guò)一萬(wàn)個(gè)零部件的大型裝配體，SolidWorks 的性能得到極大的提高。SolidWorks 可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。 　　用智能零件技術(shù)自動(dòng)完成重復(fù)設(shè)計(jì)。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來(lái)完成諸如將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時(shí)按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。鏡像部件是Soli

39、dWorks 技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件）的新的零部件。 　　SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來(lái)加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動(dòng)地捕捉并定義裝配關(guān)系。 7 附圖 3 裝備圖 圖4 總裝配三維立體 圖5 夾具體零件圖 附表： 夾具設(shè)計(jì)的相關(guān)零件 1 鉆套用襯套 2 鉆套 3 鉆套螺釘 4 定位桿 5 固定支承 6 定位件 7 定位銷(xiāo) 8 六角螺母 9 可調(diào)支承 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重

40、要的一門(mén)科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把機(jī)械制圖、金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專(zhuān)業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所學(xué)的關(guān)于

41、零件加工方面的知識(shí)有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等，也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)，以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高，再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)理論與實(shí)踐也存在差異。 回顧起此次設(shè)計(jì)感慨頗多，的確從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，再?gòu)膶?shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)才是真

42、正的實(shí)用，才能運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問(wèn)題，也碰到了許多問(wèn)題，老師的辛勤指導(dǎo)下都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識(shí)，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭耐瑢W(xué)和老師再次表示忠心的感謝！ 致謝 此次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)教師許偉老師的細(xì)心幫助，耐心講解下完成的，非常感謝許老師的大力幫助，在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中深刻的體會(huì)到了許老師那種平易近人，熱心助人的待人的樂(lè)人精神同時(shí)也讓

43、我感到那種嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度。很多時(shí)候老師會(huì)給我一些很獨(dú)特的想法使我的在設(shè)計(jì)中更加大膽的發(fā)散自己的思維，充實(shí)自己的設(shè)計(jì)過(guò)程，豐富此次的設(shè)計(jì)結(jié)果，在這里再次感謝許老師。 當(dāng)然在這里還要感謝大學(xué)四年所有帶過(guò)我課的老師，是你們讓我的大學(xué)生活更加的豐富伴有科學(xué)文化知識(shí)，也是為本次設(shè)計(jì)的成功鋪下的前期準(zhǔn)備，在此，感激之情不言于表更銘記在心。 再次感謝上述所有人的支持和關(guān)懷與幫助！ 參考文獻(xiàn) 1 《機(jī)械制造工藝學(xué)》.常同立，楊家武，佟志忠編著. 清華大學(xué)出版社 2 《機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，設(shè)計(jì)范例，參考資料及設(shè)計(jì)題目集.尹成龍編 3 《機(jī)械制圖》.第6版. 大連

44、理工大學(xué)機(jī)械工程圖學(xué)教研室編. 高等教育出版社 4 《機(jī)械設(shè)計(jì)》.第8版. 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編.高等教育出版社 5 《公差與測(cè)量技術(shù)》.孔曉玲主編.北京大學(xué)出版社 6 《材料力學(xué)Ⅰ》.第5版. 劉鴻文編.高等教育出版社 7 《用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》.艾興等主編.機(jī)械工業(yè)出版社 8 《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》.東北重型機(jī)械學(xué)院等編.上海科學(xué)技術(shù)出版社 9 《English in Mechanical and Electrical Engineering》 趙運(yùn)才、何法江主編.北京大學(xué)出版社 2006.4 Title The design of the mech

45、anical processing procedures and fixture of the tray of machine Abstract Machining process is in the process of production by changing raw object shape, location and nature of each other, make it become the finished product or semi-finished product improvement process, to realize the economic sa

46、ving production purpose. This topic research fly hammer bracket processing procedures, through the formulation reasonable machining technology to improve the shape of the object, the location and nature of each other to achieve the purpose of the economical production. First analyze the part drawin

47、g and the working process of the component performance, understand the workpiece concrete structure forms, clarify the technical requirement and to choose the right parts surface processing method. Second to formulate reasonable processing procedures. In machine tool fixture design, to ensure that t

48、he workpiece positioning in machine tool and fixture and clamping of the firm, the workpiece and cutting tool and machine tool spindle and slideway between has the correct relative position, so as to ensure the accuracy of the processed workpiece size, shape, position precision and accuracy; After t

49、he workpiece positioning should be fixed in the right position, so that it is not because of a variety of external force and change its relative position changes. During the design process by looking up and collecting relevant materials and data, reading and studying relevant materials, with the hel

50、p of AutoCAD 2 d design software in graphic design fixture by using the SolidWorks 3 d design software to realize the three-dimensional modelling of fixture design. Emphatically studied the parts processing, fixture, the shape of the structure and components of positioning, clamping on the drill jig. Keywords mechanical techniques the design of clamp rough machining allowance mechanical processing procedures