山 東 華 宇 工 學(xué) 院 高職畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題名稱 雙支撐鏜模板零件的工藝 規(guī)程及鏜孔夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械制造及自動化 班 級 13 機(jī)制一班 學(xué) 號 20132030114 姓 名 翟延庭 指導(dǎo)教師 喬 華 英 目 錄 摘 要 1 關(guān)鍵詞 1 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 件的工藝分析 2 二 . 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 定毛坯的制造形式 4 面的選擇 5 定工藝路線 5 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 定切削用量及基本工時(shí) 7 三 夾具設(shè)計(jì) 8 題的提出 8 位基準(zhǔn)的選擇 8 削力及夾緊力計(jì)算 8 位誤差分析 9 具設(shè)計(jì)及簡要操作說明 10 總 結(jié) 12 致 謝 13 參考文獻(xiàn) 14 附錄 1 5 摘 要： 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。 雙支撐鏜模 加工工藝規(guī)程及鏜孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾 具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞 ： 工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 第 1 頁 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因 此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 雙支撐鏜模 的加工工藝規(guī)程及其 鏜孔 的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。 本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)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)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計(jì) 中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請老師們批評指正。 第 2 頁 一、 零件的分析 零件的作用 零件的工藝分析 雙支撐鏜模 有 3 個(gè)加工面他們 相互之間沒 有 任何 位置度要求。 1： 以下 端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是 臺階面和 41 的孔 。 2： 以 11孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是各個(gè)孔端面及其孔 和槽。 第 3 頁 二 . 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 定毛坯的制造形式 零件材料為 慮到運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件 成批生產(chǎn) ，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為 2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 面的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （ 2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。 （ 3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （ 4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗 基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 （ 5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取 下端 面作 為定位基準(zhǔn)，。 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則： （ 1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 第 4 頁 （ 2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計(jì)與制造。 （ 3）“自為基準(zhǔn)”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(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （ 4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 （ 5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 以 已經(jīng)加工好的 21孔 和一端面 （一面兩銷） 為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重 復(fù) 。 第 5 頁 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案 ： 方案一 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處 理 時(shí)效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑高 125 鉆 鉆 41孔 6 銑 銑大孔兩端面 7 鏜 鏜 40 47， 528 銑 銑寬 59 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 10 入庫 入庫 方案二 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處 理 時(shí)效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑大孔兩端面 5 鏜 鏜 40 47， 526 銑 銑高 127 鉆 鉆 41孔 8 銑 銑寬 59 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 10 入庫 入庫 第 6 頁 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一 把 鉆 41 孔 放在了前面，因?yàn)?鏜孔的精度較高，尺寸要求較為嚴(yán)格，這樣我們做 鏜孔 的時(shí)間就可以利用 鉆 好的孔做為定位基準(zhǔn)，這樣能 能更好地 保證工件 鏜 孔時(shí) 的位置度要求 。 具體的加工路線如下 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處 理 時(shí)效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑高 125 鉆 鉆 41孔 6 銑 銑大孔兩端面 7 鏜 鏜 40 47， 528 銑 銑寬 59 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 10 入庫 入庫 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零 件材料為 產(chǎn)類型為 批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、 雙支 撐鏜模 的 下端 面 由于 雙支撐鏜模 的下端 面要與其他接觸面 接觸， 粗糙度要求為 相關(guān)資料知余量留 2 3、 雙支撐鏜模 的孔 毛坯為空心， 鑄造出孔。孔的精度要求介于 間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為 2 7 頁 確定切削用量及基本工時(shí) 工件材料： 效處理，砂型鑄造 加工要求： 鏜孔 52 床：臥式 鏜床 具： 彎頭鏜刀 查簡明手冊表 v =25mm/z 0 0 0 1 0 0 0 2 5 1 5 3 / m i 1 4 3 . 1 4 5 2 根據(jù) 150 r/削工時(shí)： L=155 1 . 4 2 m i 0 0 . 0 7m 鏜 40孔的工時(shí)計(jì)算如下 切削工時(shí)： L=255 2 . 3 8 m i 5 0 . 0 7m 鏜 47孔的工時(shí)計(jì)算如下 切削工時(shí)： L=100 0 . 9 5 m i 0 0 . 0 7m 第 8 頁 三 、 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配 第 7 道 工序的 鏜 40 47， 52鏜 床夾具 。 本夾具主要用于 鏜 40 47， 52 ， 粗糙度 度要求比較高，因?yàn)?40 47， 52平行度關(guān)系，我們可以同時(shí)鏜這 2組孔，因此要考慮采用 2 個(gè)鏜套。 同時(shí)還要 考慮如何提高生產(chǎn)效率 。 位基準(zhǔn)的選擇 因?yàn)楣ぜ荒芎蛫A具體直接接觸，所以我們采用了 2 個(gè)支撐板定位底面，然后我們以已經(jīng)加工好的 21 定位，一個(gè)采用圓柱銷定位，一個(gè)采用削邊銷定位，這樣我們的底面限制工件的 3 個(gè)自由度，圓柱銷限制工件的 2 個(gè)自由度，削邊銷限制工件的 1 個(gè)自由度，這樣空間的 6 個(gè)自由度都已經(jīng)限制完了，我們就可以開始加工工件 。 削力和夾緊力的計(jì)算 由夾具裝配圖可以看出 ,由于水平方向上有兩個(gè)定位銷 ,所以水平方向上不需要考慮夾緊力是否合適 ,只用考慮 查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表 1 式中 : 0 =50190( × 以 , 0 . 7 59 0 2 4 . 6 0 . 0 5 1 . 1 0 =487N 第 9 頁 在計(jì)算切削力時(shí) ,必須把安全系數(shù)也考慮在內(nèi) . 6543210 安全系數(shù) 查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 ,表 1 切削力 =487=1864N 因本夾具主要夾緊力是螺母夾緊 , 查機(jī)械加工工藝師手冊表 17 夾緊力 N=6587N 此時(shí) ,實(shí)際夾緊力已大于所需 1864所以本夾具可安全工作 . 位誤差分析 (1)移動時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 m （式 5 式中： 1d 圓柱銷孔的最大偏差 1D 圓柱銷孔的最小偏差 1 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入（式 5： m =0 2 0 0 0 =(2) 轉(zhuǎn)角誤差 L m i i （式 5 式中： 1d 圓柱銷孔的最大偏差 1D 圓柱銷孔的最小偏差 1 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 第 10 頁 2d 削邊銷孔的最大偏差 2D 削邊銷孔的最小偏差 2 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： )2(2 m X 則代入（式 5： 0 . 0 1 2 0 0 . 0 1 0 0 . 0 1 2 0 0 . 0 0 4 0 . 0 0 0 0 4 1 62 5 2 8 則： 經(jīng)檢驗(yàn)合格 具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前面所述 ,在夾具設(shè)計(jì)時(shí) ,為提高勞動生產(chǎn)率 ,應(yīng)首先著眼于 聯(lián)動 夾緊，本道工序的 鏜 孔選用 聯(lián)動夾緊裝置 壓緊，當(dāng)我們裝上工件后，采用一面 2 銷把工件的空間的 6 個(gè)自由度限制完畢后我們旋轉(zhuǎn) 鉸鏈 壓板，試著和工件接觸，然后旋轉(zhuǎn)螺母壓緊工件，這是我們把鏜桿放入鏜套，既可以開始加工工件。 第 11 頁 裝配圖附圖如下 第 12 頁 總 結(jié) 這次 設(shè)計(jì) 是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我 們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把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)等專業(yè)知識有機(jī)的結(jié)合起來。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，來完成本次設(shè)計(jì)。 這次 設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識 ,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實(shí)際問題 ,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)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(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； 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)，至今我仍感慨頗多，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，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有 學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。 這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，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，在此我表示深深的感謝！ 同時(shí)，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 第 13 頁 致 謝 這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老 師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上 的一些難題， 她 嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 她 都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜， 她 不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩 指導(dǎo) 老師的專業(yè)水平外， 她 的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向 指導(dǎo) 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 第 14 頁 參 考 文 獻(xiàn) 1. 切削用量簡明手冊 ,艾興、肖詩綱主編 ,機(jī)械工業(yè)出版社出版， 1994 年 益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版， 1994年 爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版， 1983年 北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版， 1990年 ?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1981年 10月 宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版， 1997 年 37譚雪松 . 機(jī)械制造基礎(chǔ) M 出版社， 2008（ 12 ） . 38削繼德 M 2012年 8月 . 42于愛武機(jī)械加工工藝編制 M北京：北京大學(xué)出版社， 2010 34郝玉良 J高教版 ), 2007(3):34 20朱明松 M2014年第 1版 . 第 15 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評審意見書 系別：機(jī)械工程系 填表日： 年 月 日 學(xué) 生 姓 名 翟延庭 學(xué)號 20132030114 班級 13機(jī)制 1 班 設(shè)計(jì)（論文）題目 雙支撐鏜模 板 零件的 工藝規(guī)程及鏜孔夾具設(shè)計(jì) 意見： 指 導(dǎo) 教 師 喬華英 職稱 講師 工 作 單 位 山東華宇工學(xué)院