沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I I 摘 要 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要是針對(duì)汽車變速箱導(dǎo)塊加工的工藝設(shè)計(jì)，及加工中典型工序的 專用夾具、刀具和量具的設(shè)計(jì)說(shuō)明。我們編排了汽車導(dǎo)塊的生產(chǎn)加工工藝規(guī)程，確定 最佳方案后，再進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。我們?cè)O(shè)計(jì)了鉆.擴(kuò).鉸直徑為 16 孔并且倒角 145時(shí) 的夾具。我們要注意分析此工序的定位.夾緊以及自由度等問(wèn)題，而且設(shè)計(jì)是鉆床夾具 所用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。這就要用到許多夾具課上的許多知識(shí)，然后我們繪制草圖，粗略 勾出此夾具的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步修改，得出最佳方案。還設(shè)計(jì)了銑床夾具，它的設(shè)計(jì)內(nèi)容 和鉆床夾具的設(shè)計(jì)基本相同，用來(lái)銑導(dǎo)塊撥槽及頂面。還有刀具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：加工工藝；專用夾具；刀具； 全套圖紙，加 153893706 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II II 目 錄 緒 論.1 1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定.2 1.1 零件工藝性分析.2 1.2 零件的材料、毛坯及熱處理.3 1.3 零件加工工藝規(guī)程的制定.3 1.3.1 選擇加工方法和加工方案.3 1.3.2 確定加工順序.4 1.3.3 定位基準(zhǔn)的選擇.4 1.3.4 熱處理及檢驗(yàn)的選擇和安排.6 1.3.5 擬定加工工藝路線.7 1.3.6 選擇各工序加工機(jī)床設(shè)備及工藝裝備.14 1.3.7 確定各工序機(jī)械加工余量，工序尺寸及表面粗糙度.21 1.3.8 確定典型工序的切削用量及工序基本工時(shí)定額.23 2 夾具設(shè)計(jì).28 2.1 鉆床夾具的設(shè)計(jì).28 2.1.1 研究原始資料，確定設(shè)計(jì)方案.28 2.1.2 確定零件的定位方式，選擇定位元件.30 2.1.3 定位誤差的計(jì)算.31 2.1.4 確定夾具的對(duì)刀裝置、引導(dǎo)裝置.32 2.1.5 確定夾具與機(jī)床聯(lián)接固定相對(duì)位置的元件.32 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IIIIII 2.1.6 鉆模板的設(shè)計(jì).33 2.2 銑床夾具設(shè)計(jì).33 2.2.1 研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù).33 2.2.2 確定夾具設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖.34 2.2.3 定位誤差的計(jì)算.37 2.2.4 計(jì)算夾緊力.38 2.2.5 確定刀具的對(duì)刀裝置，引導(dǎo)裝置.40 2.2.6 夾具與機(jī)床聯(lián)接的定位元件.41 2.2.7 確定夾具體的整體結(jié)構(gòu).41 2.2.8 液壓缸體設(shè)計(jì).42 4 專用刀具設(shè)計(jì).45 4.1 鉸刀類型的選用.45 4.2 設(shè)計(jì)步驟和方法.46 4.3 刀具結(jié)構(gòu).52 結(jié) 論.53 謝 辭.54 參考文獻(xiàn).56 附錄 A.錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒 論 此次設(shè)計(jì)的主要目的在于：綜合運(yùn)用大學(xué)這些年來(lái)所學(xué)習(xí)、掌握的知識(shí)和技能完 成所有設(shè)計(jì)任務(wù)，把我們大學(xué)內(nèi)所學(xué)到的知識(shí)與解決生產(chǎn)中的實(shí)際技術(shù)問(wèn)題有機(jī)地結(jié) 合，從而提高利用專業(yè)知識(shí)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)的工作做好充分的準(zhǔn) 備。 制造業(yè)是國(guó)家發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)，而汽車將是未來(lái)面對(duì)普通消費(fèi)者的主要的 機(jī)械制造產(chǎn)品，隨著國(guó)家的發(fā)展人民生活水平的提高，人們對(duì)汽車的需求和要求必定 變的更多，所以我們有必要對(duì)汽車及汽車零件的設(shè)計(jì)與加工投入更多的精力。 而汽車變速箱導(dǎo)塊是一個(gè)非常典型的零件，其機(jī)械加工的工藝、工裝都非常有特 點(diǎn)。通過(guò)導(dǎo)塊加工工藝、工裝設(shè)計(jì)可使我對(duì)機(jī)械零件制造活動(dòng)有一個(gè)全方位的了解。 能夠掌握金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律，掌握機(jī)械加工的基本知識(shí)，能夠合理選擇加工方 法與機(jī)床，刀具，夾具及有關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，具備制定工藝規(guī)程的能力和掌握機(jī)械 加工精度和表面質(zhì)量的基礎(chǔ)，初步具備分析解決現(xiàn)場(chǎng)工藝問(wèn)題的能力，了解當(dāng)今先進(jìn) 制造技術(shù)和先進(jìn)制造模式的發(fā)展?fàn)顩r。并為將來(lái)畢業(yè)后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 通過(guò)這次對(duì)汽車導(dǎo)塊工藝規(guī)程的擬定、分析和專用工裝的設(shè)計(jì)，清楚了解了導(dǎo)塊 的工作情況及加工工藝和工裝的特點(diǎn)。并在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中對(duì)工藝規(guī)程和兩套專用夾具 以及專用刀、量具的設(shè)計(jì)都作了詳細(xì)的說(shuō)明。 由于本人所學(xué)知識(shí)有限、經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和缺陷，懇請(qǐng)各位老師 批評(píng)指正。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 2 1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 1.1 零件工藝性分析 汽車變速箱導(dǎo)塊是典型的叉類異型零件，它與撥叉配合使用完成傳動(dòng)，它的體積 不大，但形狀復(fù)雜，從零件圖上看有許多相貫線，使加工很難保持精度，且工作中承 受一定的力和摩擦。因此要求它要具有一定的強(qiáng)度和耐磨性主要是導(dǎo)塊滑動(dòng)時(shí)與 軸配合的表面以及為完成傳動(dòng)而與撥叉配合的接觸面。此外為了保證傳動(dòng)的平穩(wěn)、可 靠，與軸配合的各孔表面的尺寸精度、形狀精度以及孔與孔、撥槽與孔等之間的位置 精度都應(yīng)適當(dāng)控制。各項(xiàng)精度要求詳見(jiàn)撥叉零件圖中的標(biāo)注。 1.2 零件的材料、毛坯及熱處理 考慮撥叉零件的結(jié)構(gòu)工藝等特點(diǎn)，其材料可以為 45 鋼或鑄鐵。本零件的材料為鑄 鐵 HT250，鑄造毛坯，并且大批量生產(chǎn)。為了保證零件上配合和接觸表面所需要的硬 度，加工中應(yīng)對(duì)這些表面進(jìn)行局部淬火以增加其硬度。 1.3 零件加工工藝規(guī)程的制定 1.3.1 選擇加工方法和加工方案 1. 首先要根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案 2. 決定加工方法時(shí)要考慮被加工材料的性質(zhì) 3. 選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類型，即要考慮生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題 分析完導(dǎo)塊零件圖的基礎(chǔ)上，決定各加工表面的加工方法和加工方案。 導(dǎo)塊零件圖上，表面的粗糙度是，因此采用銑床加工。并且走一刀就能達(dá)到標(biāo) 5 . 12a 準(zhǔn)。 孔一次性鉆就能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。，孔在鉆床上采用鉆 5 . 2 5 . 12a168145 . 9 擴(kuò) 鉸加工方案就能達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)?？自阢@床上采用鉆 鉸加工方案2 . 3a6 就能達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。2 . 3a 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 3 1.3.2 確定加工順序 工件各表面的加工順序，一般按照先粗加工后精加工;先基準(zhǔn)面加工后其它面加工; 先主要表面加工后次要表面加工;先平面加工后孔加工。 根據(jù)上述原則，作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過(guò)程開(kāi)始時(shí)加工。精基準(zhǔn)加工好 后，接著對(duì)精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加工和半精加工，并穿插進(jìn)行一些次要表面 的加工，然后進(jìn)行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進(jìn)行， 這樣可避免已加工表面在運(yùn)輸過(guò)程中碰傷，有利于保證加工精度。有時(shí)也可將次要的， 較小的表面安排在最后加工等。 安排導(dǎo)塊零件的工序時(shí)，先銑平面和小凸臺(tái)，再加孔。 1.3.3 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)選擇得正確與否是關(guān)系到工藝路線和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理的主要因素 之一，并將影響到工件的加工精度，生產(chǎn)率和加工成本，因此定位基準(zhǔn)的選擇是制定 工藝規(guī)程的主要內(nèi)容之一。 定位基準(zhǔn)分為粗定位基準(zhǔn)，精定位基準(zhǔn)。 選擇定位基準(zhǔn)主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間 的相互位置精度，因此定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從有相互位置精度要求的表面間去找。 1. 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)的主要考慮應(yīng)保證加工精度并使工件裝夾得方便，準(zhǔn)確，可靠。因此， 要遵循以下幾個(gè)原則： (1). 準(zhǔn)重合的原則; (2). 準(zhǔn)不變的原則； (3). 為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則； (4). 自為基準(zhǔn)的原則； (5). 應(yīng)能是工件裝夾穩(wěn)定可靠，夾具簡(jiǎn)單； 6 2. 粗基準(zhǔn)的選擇 在零件加工過(guò)程的第一道工序，定位基準(zhǔn)必然是毛坯表面，即粗基準(zhǔn)。選擇粗基 準(zhǔn)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： (1) 選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠而均勻 的加工余量; 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 4 (2). 某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為 粗基準(zhǔn); (3). 選擇比較平整，光滑，有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn); (4). 粗基準(zhǔn)在一般情況下只允許在第一道工序中使用一次，盡量避免重復(fù)使用。 對(duì)于所要設(shè)計(jì)的零件定位基準(zhǔn)。詳細(xì)見(jiàn)工序流程圖。 6 1.3.4 熱處理及檢驗(yàn)的選擇和安排 1. 熱處理的序安排 為了改善導(dǎo)塊材料的機(jī)械性能和切削性能，在加工過(guò)程中常常要安排熱處理工序。 (1). 退火和正火可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前行， 有時(shí)正火也安排在粗加工后進(jìn)行. 本次設(shè)計(jì)采用了退火，放在鑄造毛坯后進(jìn)行的; (2) 對(duì)于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加工后 進(jìn)行人工時(shí)效處理。粗加工之后進(jìn)行前最好采用自然時(shí)效; (3).調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的機(jī)械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處 理方法，一般安排在粗加工之后進(jìn)行，但也有安排在粗加工之前進(jìn)行的 (4). 淬火處理或滲碳淬火處理，可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一 般安排在磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時(shí)，也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精 加工之前或之后進(jìn)行。 本次設(shè)計(jì)采用了高頻淬火。所以放在最終工序。 (5) 表面處理可提高零件的坑腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在 工藝過(guò)程的最后進(jìn)行。零件高頻淬火之后，進(jìn)行最終的清洗零件。并入庫(kù)。 2. 檢驗(yàn)工序的安排 檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個(gè)工序中，操作者都 必須自行檢驗(yàn)。在操作都是自檢的基礎(chǔ)上，如果有粗加工全部結(jié)束后，精加工之前;送 往其它車間加工的前后;后要工序的前后;最終加工之后等都要進(jìn)行獨(dú)立檢驗(yàn)工序。 1.3.5 擬定加工工藝路線 安排工藝路線時(shí)，應(yīng)按照工序的安排原則，將選為基準(zhǔn)面的安排在前先加工，為 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 5 后工序提供定位基準(zhǔn)，要遵循先面后孔的原則，應(yīng)為平面的輪廓平整，安放的定位 6 才比較可靠，可以以平面定位加工孔，使刀具切削條件得到改善，因此擬訂工藝路線 如下： 方案一： 1鑄造毛坯 2退火 3銑導(dǎo)塊兩端面及小圓凸臺(tái)面 保證兩側(cè)端面距離 63.262.8，兩端面 RA 為 12.5 4鉆.擴(kuò).鉸直徑 16 上限+0.005，下限-0.025 孔及倒角 145 工位 1：裝卸工件 工位 2：鉆孔至直徑 15，深 35 工位 3：鉆孔到底 RA 達(dá) 12.5 工位 4：擴(kuò)孔至直徑 15.85 RA12.5 工位 5：鉸孔到直徑 16 上限+0.005 下限-0.025RA 達(dá) 3.2 倒角 145。 5倒角（另一端）倒角 145RA12.5，并去毛刺 6銑導(dǎo)塊撥槽各加工面粗糙度為 12.5 槽寬有刀具直接保證，去毛刺保證側(cè)壁到定位面 距離為 27.928.1 7銑導(dǎo)塊止柱口撥槽附近端面撥槽頂平面?zhèn)让姹ＷC加工面精度 RA 達(dá)到 12.5 8銑導(dǎo)塊止柱口另一端面保證加工精度 RA12.5 9銑導(dǎo)塊止柱口頸部小端面。 10鉆擴(kuò)鉸止柱銷孔直徑 14 上限+0.15 下限+0.05 及直徑 9.5 上限+0.15 下限+0.05， 工位 1：裝卸工件 工位 2：鉆通孔至直徑 9.2 工位 3：鉆大孔直徑 13，深 35 工位 4：擴(kuò)孔到直徑 1385，深 35 工位 5：锪孔到直徑 13.85，深 37.437.6 工位 6：鉸大孔到直徑 14.0514.15，RA3.2 鉸小孔到直徑 9.059.15，RA3.2 保證：加工孔中心到定位中心距離 25， 保證：加工孔中心到定位端面距離 35.435.6， 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 6 保證：同軸度 0.06 相對(duì)于定位基準(zhǔn)。 11鉆鉸到彈簧孔直徑 8 上限+0.015 下限 0，倒角 0.545 工位 1：裝卸工件 工位 2：鉆孔到直徑 7.8 工位 3：鉸孔直徑 88.015，RA3.2 工位 4：倒角 0.545，RA12.5 保證：中心孔到定位中心距離 25 保證：中心孔定位面距離 16.316.7。 12鉆鉸鎖銷孔直徑 6 上限+0.015 下限 0 及孔口倒角 145 工位 1：裝卸零件 工位 2：鉆孔到直徑 5.8 工位 3：倒角 145 工位 4：鉸孔直徑 66.015，RA3.2 保證：加工孔中心到定位面距離 50.851.2 保證：位置公差在 0.1 內(nèi)，垂直度在 0.08 內(nèi)； 保證：加工孔中心到撥槽頂平面距離 31.832.2 13鉆開(kāi)口銷孔直徑 2.5 表面粗糙度 RA12.5 保證：加工孔中心到撥槽定位頂平面距離 16.316.7 保證：加工孔中心到叉軸孔定位端面的距離 59.5 14去除毛刺 1去除直徑 16 上限+0.005 下限-0.025 孔內(nèi)毛刺。 2去除直徑 6 上限+0.015 下限 0 孔內(nèi)毛刺。 3去除直徑 14 上限+0.15 下限+0.05 孔內(nèi)毛刺。 4去除直徑 8 上限+0.015 下限 0 孔內(nèi)毛刺。 15清洗零件 將零件放入溫度 8090 攝氏度，含 1.82.0%的蘇打水中清洗并吹干。 16熱處理表面高頻淬火及低溫回火 對(duì)刀塊撥槽部位表面淬火，表面硬度 HV600700，心部硬度 HV480 以上。 17對(duì)熱處理后的零件進(jìn)行磁粉探傷檢查，檢查熱處理部位是否有裂紋等缺陷。 18清洗零件 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 7 將零件放入溫度 8090 攝氏度，含 1.82.0%的蘇打水中清洗并吹干。 19最后檢查 方案二 1鑄造毛坯。 2退火 3銑導(dǎo)塊兩端面及小圓凸臺(tái)端面 保證：兩側(cè)端面距離 63.262.8 兩端面的表面粗糙度 12.5。 4鉆擴(kuò)鉸孔直徑 16 上限+0.005 下限-0.025 及倒角尺寸為 145 工位 1：裝卸工件 工位 2：鉆孔至直徑 15，深 35 工位 3：鉆孔到底 RA 達(dá) 12.5 工位 4: 擴(kuò)孔至直徑 15.85，RA12.5 工位 5: 鉸孔到直徑 16 上限+0.005 下限-0.025RA 達(dá) 3.2 倒角 145 5. 16 孔另一端倒角 145RA12.5，并去毛刺 6銑導(dǎo)塊止柱口兩端面及頂部小端面。各加工面粗糙度 RA12.5 保證：兩端面距離 39.439.6 保證：右側(cè)與直徑 16 的孔中心線距離為 25.826.2 保證：定位可調(diào)支撐與中心線在 13.914.2；其它各加工面尺寸由刀具直接保證 保證：叉口側(cè)面與定位中心距離為 24.5 7銑導(dǎo)塊撥槽及頂平面 保證：頂平面到定位中心距離為 32 上限+0.1 下限-0.1 各加工面粗糙度 RA12.5 槽寬由刀具直接保證，即刀具半徑差在 5.96.1 之間。 保證：側(cè)壁到定位面距離為 27.928.1。 8鉆擴(kuò)鉸止柱銷孔直徑 14 上限+0.15 下限+0.05 及直徑 9.5 上限+0.15 下限+0.05， 工位 1：裝卸工件 工位 2：鉆通孔至直徑 9.2 工位 3：鉆大孔直徑 13，深 35 工位 4：擴(kuò)孔到直徑 13.85，深 35 工位 5：锪孔到直徑 13.85，深 37.437.6 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 8 工位 6：鉸大孔到直徑 14.0514.15，RA3.2 鉸小孔到直徑 9.059.15，RA3.2 保證: 加工孔中心到定位中心距離 25， 保證: 加工孔中心到定位端面距離 35.435.6， 保證: 同軸度 0.06 相對(duì)于定位基準(zhǔn)。 9鉆鉸到彈簧孔直徑 8 上限+0.015 下限 0，倒角 0.545 工位 1：裝卸工件 工位 2：鉆孔到直徑 7.8 工位 3：鉸孔直徑 88.015，RA3.2 工位 4：倒角 0.545，RA12.5 保證：中心孔到定位中心距離 25 保證：中心孔定位面距離 16.316.7。 10鉆鉸鎖銷孔直徑 6 上限+0.015 下限 0 及孔口倒角 145 工位 1：裝卸零件 工位 2：鉆孔到直徑 5.8 工位 3：倒角 145 工位 4：鉸孔直徑 66.015，RA3.2 保證：加工孔中心到定位面距離 50.851.2 保證：位置公差在 0.1 內(nèi)，垂直度在 0.08 內(nèi)； 保證：加工孔中心到撥槽頂平面距離 31.832.2 11.鉆開(kāi)口銷孔直徑 2.5 表面粗糙度 RA12.5 保證：加工孔中心到撥槽定位頂平面距離 16.316.7 保證：加工孔中心到叉軸孔定位端面的距離 59.5 12.去孔內(nèi)毛刺及銳邊倒對(duì)鈍 a)去除直徑 16 上限+0.005 下限-0.025 孔內(nèi)毛刺。 b)去除直徑 6 上限+0.03 下限 0 孔內(nèi)毛刺。 c)去除直徑 14 上限+0.15 下限+0.05 孔內(nèi)毛刺。 d)去除直徑 8 上限+0.03 下限 0 孔內(nèi)毛刺。 13.清洗零件 將零件放入溫度 8090 攝氏度，含 1.82.0%的蘇打水中清洗并吹干。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 9 14.熱處理表面高頻淬火及低溫回火 對(duì)刀塊撥槽部位表面淬火，表面硬度 HV600700，心部硬度 HV480 以上。 15.對(duì)熱處理后的零件進(jìn)行磁粉探傷檢查，檢查熱處理部位是否有裂紋等缺陷。 16.清洗零件 將零件放入溫度 8090 攝氏度，含 1.82.0%的蘇打水中清洗并吹干。 17最后檢查。 兩種方案都可將導(dǎo)塊加工成型， 但對(duì)于我們來(lái)說(shuō)省時(shí)省力的方案是我們的選擇。 方案一，它使用復(fù)合銑刀加工面，大大縮短了時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。但方案二，它合 理的應(yīng)用了專用刀具。兩個(gè)方案都各有特色，方案一有不合 理之處，例如 7 工序應(yīng)用 了專用銑刀，雖然可提高生產(chǎn)率，但他的應(yīng)用不合理，使后面的 8，9 工序分步加工， 這樣一來(lái)并沒(méi)節(jié)省時(shí)間，由工序 7 節(jié)省的時(shí)間由工序 8，9 消耗了，所以選用專用刀具 要更合理。 方案二則不同了，工序 6 應(yīng)用了復(fù)合銑刀完成了止柱口兩端面及頂部小端面， 工序 7 同樣應(yīng)用了專用銑刀，完成了撥槽及頂平面，比方案一少了一道工序，雖然方 案二在刀具上下了工夫，但還是節(jié)省時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)率。顯然方案二為最佳方 案，所以我們的設(shè)計(jì)按照方案二的工藝路線進(jìn)行。 1.3.6 選擇各工序加工機(jī)床設(shè)備及工藝裝備 由于生產(chǎn)類型類批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔助少量專用機(jī)床。其 生產(chǎn)方式為組合機(jī)床，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各 機(jī)床間的傳遞均由人工完成。查文獻(xiàn)1得下表： 表 1.1 各工序使用機(jī)床設(shè)備及工藝裝備 工 序 號(hào) 工 序 名 稱設(shè)備名稱及 編號(hào) 夾輔具及編 號(hào) 切削工具及 編號(hào) 量具及編號(hào) 1鑄造毛坯 2退火 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1010 3 銑導(dǎo)塊兩端面及小圓凸臺(tái)端 面 保證： 兩端面距離 62.863.2mm； 及加工面12.5。 a Rm 臥室銑床 X61W 專用夾具三面刃銑刀 （兩把） 游標(biāo)卡尺 4 鉆擴(kuò)鉸 16 孔并倒角 保證： 16mm，3.2 005 . 0 025 . 0 a R ； m 及 14512.5。 a Rm 組合鉆床專用夾具麻花鉆 擴(kuò)孔鉆 專用鉸、倒 復(fù)合刀 塞 規(guī) 5 16 孔另一端倒角，并去毛 刺 保證： 14512.5。 a Rm 518 鉆床專用夾具專用錐形鉆卡 尺 6 銑導(dǎo)塊止柱前后兩側(cè)面及頂 部小臺(tái)面 保證： 兩側(cè)面距離 39.439.6mm； 右側(cè)與16 孔中心線距 離為 25.826.2mm； 其它各加工面尺寸由刀具 直接保證； 各加工面12.5。 a Rm 臥式銑床 X61W 專用夾具階梯三面刃 銑刀 游標(biāo)卡尺 卡 規(guī) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1111 7 銑導(dǎo)塊撥槽及頂平面 保證： 頂平面到定位中心（16 孔中心，后同）距離 32 0.2mm；各加工面 12.5。 a Rm 槽深及寬由刀具直接保證， 即刀具半徑差在 5.96.1mm 之間，槽部銑刀寬 14.9515.05mm； 側(cè)壁到導(dǎo)塊定位面（右端 面）距離 27.928.1mm。 臥式銑床 X61W 專用夾具階梯三面刃 銑刀 槽塞規(guī) 8 鉆擴(kuò)鉸止柱14孔及 15 . 0 05 . 0 9.5孔 15 . 0 05 . 0 保證： 14 孔中心到定位中心 的距離 25mm；孔中心線到導(dǎo) 塊定位面的距離 35.435.6mm； 9.5 孔相對(duì)14 孔的同 軸度公差 0.06mm； 各加工面3.2。 a Rm 組合鉆床專用夾具 麻花鉆 錐柄擴(kuò)孔鉆 專用鉸刀 锪鉆 卡尺 9 鉆鉸8孔，并倒角 015 . 0 0 保證： 加工孔中心到定位中 心距離 25mm，加工面 3.2； a Rm 中心孔到撥槽頂平面的 距離 16.316.7mm； 倒角 0.545，12.5。 a Rm 組合鉆床專用夾具麻花鉆 專用鉸刀 锪 鉆 卡尺 塞規(guī) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1212 10 鉆鉸6孔并倒角 015.0 0 保證：加工面3.2； a Rm 加工孔中心到定位端面 距離 11.912.1mm； 加工孔中心撥槽頂平面 的距離 31.832.2mm； 位置度公差 0.1mm；垂 直度公差 0.08mm.； 倒角 145，12.5。 a Rm 組合鉆床專用夾具麻花鉆 專用鉸刀 卡尺 11 鉆2.5 孔 保證： 加工孔中心到定位端面 的距離 59.5mm； 12.5。 a Rm Z518 鉆床專用夾具麻花鉆卡尺 12去毛刺及所有銳邊倒鈍 13清洗零件（高頻淬火處） 14 對(duì)導(dǎo)塊撥槽部位表面淬火保 證： 表面硬度 HRC5664， 心部硬度 HV480 以上。 15 探傷 保證： 熱處理部位無(wú)裂紋等缺 陷。 16清洗零件 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1313 17最終檢查。 從上述可以看出：加工孔時(shí)多采用組合機(jī)床，因?yàn)榭椎募庸すの槐容^多，一般都有 鉆，擴(kuò)，鉸，這樣采用組合鉆床，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)方便多了。我們通過(guò)查選刀具，可初步 確定鉆孔時(shí)的直徑 D，D 可以使標(biāo)準(zhǔn)刀具最好，鉆孔的切削余量我們可以在手冊(cè)中查 出。 以為屬于大批量生產(chǎn)，所以量具選擇卡尺，塞規(guī)較多，卡尺用來(lái)測(cè)軸或兩面間距， 塞規(guī)可測(cè)孔，槽等，詳細(xì)情況量具設(shè)計(jì)中有介紹。 1.3.7 確定各工序機(jī)械加工余量，工序尺寸及表面粗糙度 1. 加工余量的選擇原則 (1). 加工余量的選擇原則應(yīng)完全保證圖紙的全部精度，光潔度等技術(shù)要求。 (2). 為了縮短工時(shí)，降低成本，應(yīng)盡量采用最小的加工余量。 (3). 決定余量應(yīng)考慮熱變形等帶來(lái)的尺寸變化。 (4). 綜合考慮機(jī)床與夾具的精度及變形。 (5).加工零件的尺寸大小及剛性好壞。 2. 確定加工余量的方法 (1). 查表法。 （泛用） (2). 經(jīng)驗(yàn)估算法：常用于單件小批量生產(chǎn)。 (3). 分析計(jì)算法：材料十分貴重或少數(shù)大批量生產(chǎn)的工廠采用。 由文獻(xiàn)1中的查表法確定的各工序加工余量，表面粗糙度，工序尺寸如下： 表 2.1 各工序加工余量，表面粗糙度，工序尺寸 工序號(hào)工序名稱加工方法余量表面粗糙度工序尺寸 1鑄造毛坯 2退火 2mm單邊 5 . 12a3銑導(dǎo)塊兩端面及小 圓凸臺(tái)端面銑床 1.4mm 5 . 12a 4孔并倒角16鉆孔7.5mm 5 . 12a15 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1414 擴(kuò)孔0.425單邊4 . 6a85.15 鉸孔0.075單邊2 . 3a 005 . 0 025 . 0 16 5孔另一端倒角16 5 . 12a 2mm單邊 5 . 12a6銑導(dǎo)塊前后側(cè)面及 頂部臺(tái)面 銑床 1mm(單邊) 5 . 12a 2mm(單邊) 5 . 12a7銑導(dǎo)塊拔槽及平面銑床 2mm(單邊) 5 . 12a 鉆孔6mm 5 . 12a13 擴(kuò)孔0.425(單邊)4 . 6a85.13 支柱孔14 鉸孔0.075(單邊)2 . 3a 15 . 0 05 . 0 14 鉆孔4.45mm 5 . 12a2 . 9 8 孔5 . 9 鉸孔0.15(單邊)2 . 3a 15 . 0 05 . 0 5 . 9 鉆孔3.8mm 5 . 12a8 . 79孔并倒角8 鉸孔0.1(單邊)2 . 3a 015 . 0 0 8 鉆孔2.8mm 5 . 12a8 . 510孔并倒角6 鉸孔0.1(單邊)2 . 3a 15 . 0 0 6 11孔5 . 2鉆孔1.25mm 5 . 12a5 . 2 12去毛刺及銳邊倒鈍 13清洗零件 (高頻處 淬火) 14對(duì)導(dǎo)塊撥槽部位表 面淬火 15探傷 16清洗零件 17最終檢查 1.3.8 確定典型工序的切削用量及工序基本工時(shí)定額 1. 粗加工切削用量的選擇原則 (1). 切削深度的選擇： 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1515 依據(jù)加工余量和機(jī)床夾具刀具工件系統(tǒng)的剛性來(lái)確定在保留半精 加工，精加工必要的余量前提下應(yīng)盡量將粗加工余量一次切掉，必要時(shí)分兩次或三 次走刀。 (2). 進(jìn)給量的選擇： 選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給強(qiáng)度，刀桿尺寸，刀片厚度，工件直 徑和長(zhǎng)度，在工藝系統(tǒng)的剛度和強(qiáng)度允許下可選大一些的進(jìn)給量。 (3). 切削速度的選擇： 粗加工的切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制，合理的切削速度一般 不需要精確計(jì)算，而根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)資料確定。 2. 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 (1). 切削深度的選擇 余量不能太大，否則 ap 增大，切削大顯著，影響加工質(zhì)量。 (2). 進(jìn)給量的選擇： 精加工限制進(jìn)給量提高的主要因素四表面粗糙度，走刀量 f 增大，雖有利于切屑， 但殘留面積高度增大，表面質(zhì)量下降。 3. 切削速度 V 的選擇 切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，由此可見(jiàn)，精加工時(shí)應(yīng)選擇 較小的吃刀深度和進(jìn)給量 f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選用盡量高的切削速 度 V，以保證加工精度和表面粗糙度，同時(shí)滿足生產(chǎn)率要求。 查文獻(xiàn)1第 869 頁(yè)得下表： 表 2.2 切削用量的選用 工序 9進(jìn)給量 f被吃刀量 ap切削速度 v 鉆8 . 70.13320 鉸 80.130.120 4. 工序基本工時(shí)定額 時(shí)間定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí) 間，用 tz 表示。時(shí)間定額是安排生產(chǎn)計(jì)劃、成本核算的主要依據(jù)，在設(shè)計(jì)新廠時(shí)，是 計(jì)算設(shè)備數(shù)量、布置車間計(jì)算工人數(shù)量的依據(jù)。 由文獻(xiàn)6知工序單件時(shí)間的組成，可表示如下: 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1616 t = tm + ta + tg + tj (1.1) 式中: t 工序單件時(shí)間(min); tm 基本時(shí)間(min); ta 輔助時(shí)間(min) tg 工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間(min); tj 工人休息和自然需要時(shí)間(min); 一般情況下，工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間與休息時(shí)間之和是以作業(yè)時(shí)間 tz=tm+ta 的形式給 出，由文獻(xiàn)6知： tg + tj = () tz (1.2)100 x 所以 t = tz (1+) (1.3)100 x 式中: x = 36. 查文獻(xiàn)1第 1191 頁(yè)得:加工孔的 tm 公式:6 tm = (1.4) fnlll)211( 式中: l 加工長(zhǎng)度(mm); l1 刀具的切入長(zhǎng)度(mm); l2 刀具的超出長(zhǎng)度(mm); 由文獻(xiàn)1第 1191 頁(yè)得: 鉆孔時(shí) l1=1.9mm, l2=1.0mm, 則: tm = =0.5 (min)5013 . 0 ) 19 . 126(x 鉸孔時(shí) l1=1.1mm, l2=15mm 則: tm = =0.6 (min)50013 . 0 )151 . 126(x 查文獻(xiàn)1第 1213 頁(yè)得: ta=1.5min 則: t=2.6(1+)=2.6781003 成批生產(chǎn)中，還要考慮加工一批工件的準(zhǔn)備、結(jié)束時(shí)間。也就是在加工一批工件 之前，熟悉圖紙、領(lǐng)取毛坯材料、準(zhǔn)備刀具、量具、裝夾和調(diào)整機(jī)床及在加工一批工 件之后交還工藝文件，拆卸、送還工藝裝備和送檢成品所需要的時(shí)間。由文獻(xiàn)6可 6 知，長(zhǎng)批成產(chǎn)時(shí)工件每個(gè)工序的總時(shí)間為： td = t + (1.5)Ntk 式中: td 單件時(shí)間定額 (min); tk 加工一批工件的準(zhǔn)備時(shí)間、結(jié)束時(shí)間 (min); 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1717 N 一批工件數(shù)量 由公式（1.5）看出。N 越大，則 td 與 t 越接近。當(dāng)大量生產(chǎn)時(shí),有: td t (1.6) 由于我們?cè)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品是大批量成產(chǎn)的，所以: td 2.678 (min) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1818 2 夾具設(shè)計(jì) 汽車導(dǎo)塊是與撥叉配合使用完成傳動(dòng)的，他的體積不大，但形狀復(fù)雜，從零件圖 上看有許多相貫線，致使零件加工時(shí)，定位、裝夾都很復(fù)雜，利用通用、隨機(jī)夾具很 難保正精度，有時(shí)甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具要使其有更好的定位、夾緊方案， 從而保證必要的加工精度要求。我們?cè)O(shè)計(jì)了鉆 6 孔和銑導(dǎo)塊撥槽兩道工序所用的專用 夾具。其中鉆床夾具可以多工位同時(shí)加工多個(gè)工件；銑導(dǎo)塊撥槽及頂部小端面時(shí)所用 的夾具，必須要考慮對(duì)刀板的位置，以及液壓缸的選用等等。 2.1 鉆床夾具的設(shè)計(jì) 2.1.1 研究原始資料，確定設(shè)計(jì)方案 如圖 2.1 所示，根據(jù)編排的工藝規(guī)程，我們明確第 10 道工序的定位、夾緊及刀具、 量具的選用，為鉆夾的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。(鉆、鉸銷孔直徑 6 上偏差+0.03，下偏差 0，倒 角 145)。 圖 2.1 鉆床夾具的定位夾緊方式 1. 確定夾具設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1919 在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的基本原則：確保零件加工質(zhì)量，結(jié) 構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作方便高效，制造成本低廉。綜合分析運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，結(jié) 合工序的實(shí)際情況，分析研究后確定方案。 8 , 3 2. 繪制結(jié)構(gòu)草 圖 2.2 鉆床夾具 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2020 2.1.2 確定零件的定位方式，選擇定位元件 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及六點(diǎn)定位原則結(jié)合加工精度要求，我們確定該工序零件的 定位方式如下： 共限制其六個(gè)自由度，其中心軸為長(zhǎng)心軸，限制 4 個(gè)自由度；心軸小肩臺(tái)限制 1 個(gè)自由度，側(cè)面支承限制一個(gè)自由度，屬于完全定位。 2.1.3 定位誤差的計(jì)算 定位誤差由基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成，由文獻(xiàn)8知： D = Y + B （2.1） 式中：D 夾具的定位誤差 Y 基準(zhǔn)位移誤差 B 基準(zhǔn)不重合誤差 工件以孔與心軸(或定位銷)外圓間隙配合時(shí)單邊接觸，選擇芯軸直徑公差為 0.01mm 則： Y=O1O2=(Dmax-dmin)2=(D+d)=(O.075 十 O.025)20.05（mm） 由于孔6 和與心軸配合的定位基準(zhǔn)面在一個(gè)平面內(nèi)，距離尺寸為 0，不存在基準(zhǔn) 不重合誤差，即B0，所以： DY0.05mm 因要求保證加工孔6 到定位基準(zhǔn)（定位端面）的距離這一主要尺寸的公差 0.5mm。 工件允許誤差的三分之二為 05230.3mm，顯然定位誤差沒(méi)有超出工件主要 尺寸公差的三分之二，所以方案可行。 2.1.4 確定夾具的對(duì)刀裝置、引導(dǎo)裝置 根據(jù)本工序零件的待加工表面的工序尺寸精度及相互位置精度等幾項(xiàng)要求，結(jié)合 實(shí)際情況，選擇并確定引導(dǎo)裝置，因?yàn)槭倾@夾我們不準(zhǔn)備設(shè)計(jì)的對(duì)刀裝置。固為是 3 鉆床夾具所以它的鉆模板比較特殊，它是與組合機(jī)床連在一起。當(dāng)機(jī)床工作臺(tái)落下 5 時(shí)鉆模板隨工作臺(tái)落下，這時(shí)鉆頭隨之落下，進(jìn)行加工。而工作臺(tái)是回轉(zhuǎn)的，因?yàn)橛?4 個(gè)工位，所以我們要設(shè)計(jì)是一個(gè) 360的正方形夾具。他隨工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，從而完成了 4 個(gè)工位。注意，我們要在夾具體上設(shè)有圓柱銷設(shè)計(jì)。因?yàn)檫@樣能保證加工位置的一致 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2121 性，而使加工達(dá)到高效的目的。 2.1.5 確定夾具與機(jī)床聯(lián)接固定相對(duì)位置的元件 鉆床夾具是直接通過(guò)耳座槽。用 T 型螺栓固定在夾具上的。應(yīng)注意耳座槽的大小 尺寸與工作臺(tái)上的 T 型槽相符。查文獻(xiàn)8可知，T 型槽寬為 20 的耳座寸。 確定夾具體和整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)面轉(zhuǎn)工作臺(tái)的組合機(jī)床，我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具也是整個(gè) 夾具體，它包含了 4 個(gè)工位，采用中空結(jié)構(gòu)，這樣可以節(jié)省材料，也可大大利用空間。 每個(gè)工位一次裝夾 2 個(gè)工件，整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，便于工件的裝卸。再研究我們的這道 工序的定位、夾緊。利用緊固的三角形螺紋螺母手動(dòng)夾緊。因?yàn)槊總€(gè)工位的工件為 2 個(gè)，共 4 個(gè)工位，可同時(shí)安裝和加工 8 個(gè)工件，故生產(chǎn)率很高，而且?jiàn)A緊工件也不浪 費(fèi)工作時(shí)間。夾具裝配圖中，我們盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，對(duì)于必要的非標(biāo)準(zhǔn)零件我們都一 一畫(huà)了零件圖。 2.1.6 鉆模板的設(shè)計(jì) 鉆模板用于刀具的正確導(dǎo)向，以提高加工精度，本組機(jī)使用的是移動(dòng)式鉆模板。 鉆模板是隨組臺(tái)機(jī)床的主軸箱一起上下運(yùn)動(dòng)的。為使鉆模板與夾具準(zhǔn)確定位，在夾 具體設(shè)計(jì)時(shí)，鉆模板上有兩孔，孔內(nèi)有耐磨的襯套向下移動(dòng)時(shí)與夾具體上的導(dǎo)向柱配 合實(shí)現(xiàn)定位。配合為 H7g6。 鉆模板上導(dǎo)套磨損很大，采用可換鉆套，鉆套外端加有襯套，導(dǎo)套與襯套配合 H7/h6、襯套與鉆模板的配合采用過(guò)盈配合，即 H8/n7。 為保證鉆模板上下運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，用直徑為40 的導(dǎo)向柱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)桿上安有彈簧，導(dǎo) 桿與鉆模板間靠彈簧銷鎖緊，便于拆卸和安裝。 2.2 銑床夾具設(shè)計(jì) 2.2.1 研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù) 同鉆床一樣，我們根據(jù)編排的工藝路線，明確深入了解第 7 道工序(銑導(dǎo)塊撥槽 及項(xiàng)面)。保證頂平面到定位中心距離為 32 上、下偏差 0.1，進(jìn)一步明確定位夾緊方式， 對(duì)所用的銑床有一個(gè)初步概念。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2222 2.2.2 確定夾具設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1. 確定夾具設(shè)計(jì)方案,結(jié)構(gòu) 同樣要以?shī)A具設(shè)計(jì)的基本原則為依據(jù)，經(jīng)過(guò)分析、研究后確定最合理的設(shè)計(jì)方案。 確定零件的定位方式，選擇定位元件，計(jì)算定位誤差。 我們通過(guò)分析研究工件的規(guī)則外形及需要加工定位，還有六點(diǎn)定位原則，確定零 件的定位方式如下： 圖 2.3 銑床夾具的定位夾緊方式 2. 結(jié)構(gòu)草圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2323 圖 2.4 銑床夾具 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2424 如上圖知，我們主要通過(guò)長(zhǎng)心軸限制 4 個(gè)自由度，一個(gè)軸肩限制一個(gè)自由度。定 位塊限制一個(gè)自由度。從而實(shí)現(xiàn) 6 個(gè)自由度的六點(diǎn)定位。用長(zhǎng)心軸定位時(shí)，要對(duì)定位 誤差進(jìn)行計(jì)算. 2.2.3 定位誤差的計(jì)算 定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差組成，由文獻(xiàn)8可知： D=Y+B (2.2) 完成此工序時(shí)，工件孔與心軸單邊接觸：工件以孔為定位基準(zhǔn)，與工序基準(zhǔn)重合。 因?yàn)閮?nèi)孔間的配合為16H7h6?？讖綖?6 上偏差+0.018 下偏差-0.011 所以 D=(Dmax-dmin)/2=(D+d)/2=(0.018+0.011)/2=0.0145 要求保證頂平面到定位中心距離為 32 上下偏差 0 IT=0.2,工件誤差的三分之一為 0.2/3=0.067 定位誤差小于工件誤差的 2/3，故可行。 2.2.4 計(jì)算夾緊力 由前面的定位，夾緊方式簡(jiǎn)單，我們分析叉口側(cè)面需夾緊機(jī)構(gòu)?；蚴菈喊寤蚴瞧?它，我們通過(guò)計(jì)算夾緊力，選擇合理的夾緊機(jī)構(gòu)裝置。有心軸及其軸屑定位后，通過(guò) 定位塊可以給工件一面定位。經(jīng)分析，26 的另一側(cè)也需一夾緊機(jī)構(gòu)給予夾緊。 1先看導(dǎo)塊叉口側(cè)面所需的夾緊力：根據(jù)文獻(xiàn)8選擇合適的公式進(jìn)行計(jì)算。選擇防止 工件轉(zhuǎn)動(dòng)的公式： Wk=Kmsin/2/1Rsin/2+2R P=CpT0.86Sz0.72D-0.86BKpG 式中：Cp 再用高速鋼 W18Cr4V 銑刀銑削時(shí)，為考慮工件材料及銑刀類型的系數(shù)。 銑削深度 S：每齒進(jìn)給量 D銑刀直徑查得銑床 d109(0.52-0.7)，工作壓力 (50-70)經(jīng)過(guò)計(jì)算得，查手冊(cè)選取 D=65 的液壓缸合理，又方便，省時(shí)，費(fèi)用不會(huì)太高， 所以在大批大量生產(chǎn)中選用此裝置。另一液壓夾緊裝置，設(shè)想通過(guò)頂壓 126 端面實(shí)現(xiàn) 的。另一端面有支撐板實(shí)現(xiàn)定位夾緊，故夾緊力不會(huì)太大。由上述的計(jì)算法我們可以 推算，我們可以估算一下此裝置。銑削力同上，夾緊力公式也由上式估算，最后，我 們還是選用 D 為 65 的液壓缸我們選用的兩個(gè)液壓缸，都采用地腳式的，因?yàn)檫@樣更適 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2525 合夾具體的結(jié)構(gòu)，我們將安裝于夾具體的外側(cè) 2氣缸的設(shè)計(jì) 根據(jù)對(duì)壓板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核，需要選擇小徑（活塞桿）為25 的活塞雙作用 氣壓缸，才能滿足生產(chǎn)需要。 設(shè)計(jì)過(guò)程： a、由文獻(xiàn)6表 12-7 可知，選擇氣缸的類型。 因?yàn)榇斯ば蚣庸ひ淮嗡膫€(gè)件，需要兩個(gè)壓板同時(shí)夾緊，所以選擇雙活塞氣缸，兩 個(gè)活塞同時(shí)向相反方向運(yùn)動(dòng)。 b、氣缸的主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，由文獻(xiàn)6第 721 頁(yè)可知： 拉力 P0=/4(D2-d2)P-T0.9/4D2P-T （2.3） 所以 （2.4） 式中：P0活塞桿上的拉力 T 汽缸工作時(shí)的阻力 D 汽缸內(nèi)徑 P 工作壓力 取 P=3Mpa P0=4173N 代入公式（2.4）得： D=77m 由文獻(xiàn)6表 12-9b 可知：取 D=80cm 由文獻(xiàn)6表 12-10 可知： 取汽缸壁厚為 10mm d=0.25 D=22.4cm 由文獻(xiàn)6表 12-14b 可知：取活塞桿 d=28cm 2.2.5 確定刀具的對(duì)刀裝置，引導(dǎo)裝置 銑夾不同于鉆夾，它有對(duì)刀裝置，用它來(lái)對(duì)刀，本工序加工撥槽及頂面，必須先 保證定位面到定位中心的距離，槽寬由刀具保證，側(cè)壁到定位面的距離通過(guò)銑刀的寬 度和銑刀桿的直徑保證，對(duì)刀裝置上安裝塞尺，所以，我們?cè)诎惭b對(duì)刀塊時(shí)注意留出 3-5 毫米的位置放塞尺：對(duì)刀塊安裝在夾具體上?？傊广姷犊身樌你娡険懿酆晚?面。安裝對(duì)刀裝置，要先設(shè)好螺孔。加工時(shí)再鉆銷孔。銷孔粗糙度值為 0.8，安裝面的 cm P TP D 2 9 . 0 0 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2626 精度也得達(dá)到 Ra0.8。塞尺的放置，防止銑刀與對(duì)刀塊干涉。對(duì)刀完畢后，塞尺應(yīng)拿走。 通過(guò) 上述要點(diǎn)及夾具體的結(jié)構(gòu)，我們采用側(cè)裝對(duì)刀板。 2.2.6 夾具與機(jī)床聯(lián)接的定位元件 銑床與機(jī)床的聯(lián)接方式不同于鉆夾，它是通過(guò)定向鍵定位的，確定夾具在機(jī)床上 的合理位露，然后將 T 形螺栓通過(guò)耳座槽位置，把夾具體固定在工作臺(tái)上。耳座槽與 定向鍵都是通過(guò)工作臺(tái)上的 T 形槽進(jìn)行選擇的。由于 T 形槽的寬度是 18，確定了耳座 槽與定向鍵的大小，我們可從夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中得到這些數(shù)據(jù)。 ，定向鍵的安裝必須保證 它的精度和作用。定向鍵安裝在工作臺(tái)上的通槽內(nèi)，槽的寬度與定向鍵的寬度相同， 以保證夾具良好的定位， 定向鍵的精度我們一般取 18h6。對(duì)導(dǎo)塊的銑夾我們分析了基 本夾具的結(jié)構(gòu)，它不會(huì)很大，所以需要兩個(gè)耳座槽及定向鍵即可，它們的位置可由夾 具手冊(cè)查得。見(jiàn)裝配圖。 2.2.7 確定夾具體的整體結(jié)構(gòu) 通過(guò)設(shè)計(jì)鉆床夾具，我們已經(jīng)基本熟悉了夾具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，按照上述的分析，我 們已對(duì)銑夾有了一個(gè)初步方案，這個(gè)方案需要我們不斷修改直到最優(yōu)。夾具體設(shè)計(jì)成 一個(gè)中空式的，可以利用空間和節(jié)省材料。有些擰緊件可放置在里邊。夾具體一側(cè)開(kāi) 口可以維修，以便可以修理、擰緊松的零件。粗略的勾出夾具的基本結(jié)構(gòu)，然后考慮 對(duì)刀塊的安裝，為了滿足加工要求采用逆銑，由于液壓缸放在工作臺(tái)的外側(cè)，所以液 壓缸的工作行程必須控制以便裝卸工件方便。綜合的反復(fù)考慮對(duì)刀板的安裝可以在鑄 出夾具體的凸臺(tái)上精銑，一個(gè)平面保證平面精度后，再安裝，同時(shí)保證位置。夾具體 上各零件的安裝在合理的情況下，應(yīng)盡量縮小整體結(jié)構(gòu)體積和重量，工件要便于裝卸， 由于工件用長(zhǎng)心軸定位，所以工件裝卸時(shí)使工件完全拿出，夾緊液壓缸的行程有一定 要求。由于壓板的反復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以我們可以設(shè)置導(dǎo)套作一導(dǎo)向，具體裝置請(qǐng)參看零件 圖，我們將其鑄出凸臺(tái)，再半精加工，用圓拄銷聯(lián)結(jié)液壓缸的活塞桿和壓板，實(shí)現(xiàn)夾 緊工件，防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)，具體的銑床夾具的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參照 銑床夾具裝配圖。 2.2.8 液壓缸體設(shè)計(jì) 因?yàn)楸緳C(jī)床采用液壓缸控制加工，所以在選用液壓缸時(shí)要考慮執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2727 式，行程，速度范圍，負(fù)載條件，運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精度，工作循環(huán)和動(dòng)作周期，同步 或連鎖要求，工作可靠性等等。在這里我對(duì)液壓缸的工作原理圖作如下闡述： 12,11 如圖 2.3 所示 當(dāng)電磁鐵 1YA 失電 ，2YA 得電 ，3YA 失電時(shí) ，液壓缸由差動(dòng) 連接 實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，此時(shí)，壓板壓向工件。而當(dāng) 1YA 失電 2YA 失電 3YA 得電 時(shí) 壓 板緩慢靠向工件 壓緊。而壓緊后 KT 繼電器得電，實(shí)現(xiàn)延時(shí)，此時(shí)加工，當(dāng)電磁鐵 1YA 得電 ，2YA 失電 ，3YA 失電時(shí)，液壓缸實(shí)現(xiàn)快退，到終點(diǎn)時(shí) KT 繼電器再次得 電延時(shí)，此時(shí)安裝工件。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。 （a） 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2828 （b） （c） 圖 2.5 液壓工作原理圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2929 4 專用刀具設(shè)計(jì) 鉸刀是孔的精加工刀具，與鉆頭、擴(kuò)孔鉆相比，其加工余量小，齒數(shù)多、導(dǎo)向性 好、切削平穩(wěn)、槽底直徑大、剛性好，所以加工精度可達(dá) IT9-IT7，加工表面粗糙度為 Ra3.2-0.4m。根據(jù)工件的加工要求，為了達(dá)到直徑 8 孔的粗糙度 3.2，因此選用專 用絞刀。 9 4.1 鉸刀類型的選用 鉸刀的類型可根據(jù)被加工工件孔徑大小、工件材料和切削用量等選用。因?yàn)槲?9 們加工的是一個(gè)直徑 8 的孔，根據(jù)直徑我們選則高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀。 4.2 設(shè)計(jì)步驟和方法 由文獻(xiàn)9可知下表： 表 4.1 鉸刀的設(shè)計(jì)步驟及相關(guān)尺寸 序號(hào) 名 稱 符 號(hào) 計(jì)算公式結(jié) 果 1鉸刀類型由表 234選用高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀 2鉸刀直徑dd=Dd=8 3鉸刀直徑公差由表 2-70公差值為 4鉸刀齒數(shù)z由表 2-35Z=6 5鉸刀刀齒在圓 上的分布 采用等齒距布 6齒槽形狀及尺寸,F,f,r由表 2-37，2-38選用直線齒背， =80,F=0.6,f=0.15,r=0.5 7齒槽方向由表 2-40選用直槽 8刀具幾何參數(shù)由表 2-42 9刀具工作部分材 料 選用 W18Cr4V 10刀柄材料選用 40Cr 11切削部分前端直d4d4=d-(1.31.4)2e鉸削余量 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3030 徑e=0.05,d4=8-1.30.1=7.87 12倒錐部分直徑d2d2=d-g, 由表 2-44g=0.05,d2=8 13鉸刀切削部分長(zhǎng)度ll=(0.718)d,參考表 2-47取=58 14鉸刀切削部分長(zhǎng) 度 l1l1=d-d4/2ctgkrl1=8-7.872ctg5=2.24,取 l=2.5 15前導(dǎo)錐長(zhǎng)l3l3=13取 l3=1.5 16鉸刀圓柱校準(zhǔn)部 分長(zhǎng) l6l6=(0160.9)dl6=0.88=6.4 17鉸刀總長(zhǎng)L由表 2-45L=117156, L=150 18柄部莫氏錐度由表 2-453# 19鉸刀柄部長(zhǎng)l2由表 2-45l2=42 20鉸刀頸部直徑d3由表 2-45d3=6.5 21鉸刀頸部長(zhǎng)l4l4=L-l-l2l4=150-42-33=75 22中心孔D,D1,l1,l由附表 1A 型D=0.8,D1=1.7,l1=0.78,l=0.7 4.3 刀具結(jié)構(gòu) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3131 圖 4.1 專用鉸刀圖 結(jié) 論 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)我們二年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)過(guò)程，培養(yǎng)我們動(dòng)手能力，我們 即將邁向社會(huì)，面對(duì)新的挑戰(zhàn)，我們不僅要冷靜下來(lái)用腦思考，而且要?jiǎng)邮秩プ龈?不可分離的一個(gè)部分。 學(xué)無(wú)止境，機(jī)械這門(mén)課驗(yàn)證了這句話，它適用丁那些不怕吃苦，勇住直前的人， 不斷的鉆研才會(huì)有成就。這次的設(shè)計(jì)是我們充分發(fā)揮自己想象力的一個(gè)好機(jī)會(huì)。 在這四個(gè)半月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我除了熟練掌握了 CAD 繪圖，還知道了如何設(shè)計(jì)能 提高生產(chǎn)率，當(dāng)然是以保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，還要涉及及到降低生產(chǎn)成本。 這次的設(shè)計(jì)只是一個(gè)開(kāi)端，經(jīng)過(guò)努力終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，當(dāng)中還有很多不足之 處，希望老師給予指正，我會(huì)虛心的接受各位老師的意見(jiàn)。 總的來(lái)說(shuō)，汽車導(dǎo)向塊在變速箱中起到了變速的作用，東西雖小，作用很大。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3232 謝 辭 經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的不懈努力，在指導(dǎo)教師仲老師的指導(dǎo)下和教研室各位老師的輔助下， 使我如期完成了即定的設(shè)計(jì)任務(wù)，在此對(duì)各老師致以最真摯的謝意。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我們真正體會(huì)到機(jī)械設(shè)計(jì)工作的艱辛，它需要設(shè)計(jì)者必須具備耐 心，細(xì)致，堅(jiān)韌不撥的精神。 在這段時(shí)間里，我經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段，即迷茫、入門(mén)、自己創(chuàng)三個(gè)階段，在每個(gè)階 段里，指導(dǎo)教師仲老師給予我很大的幫助。在剛剛發(fā)下題目的時(shí)候，我頭腦里一片空 白無(wú)從入手，是在仲老師引導(dǎo)下我邁出了設(shè)計(jì)的第一步，漸漸的我找到了設(shè)計(jì)的感覺(jué)， 明白了一些原理，對(duì)題目有一了些初步的了解，再由仲老師的點(diǎn)撥之后，我可以根據(jù) 一些參考資料，計(jì)算一些參數(shù)，設(shè)計(jì)出兩套夾具。 故然設(shè)計(jì)的結(jié)果肯定是有許多不足之處，但是，這次設(shè)計(jì)，使我明白了許多實(shí)際 的東西，是課堂和課本里所找不到的知識(shí)，是我受益蜚淺。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感到機(jī)械學(xué)不是那么枯燥無(wú)味，其實(shí)這里面也有很多樂(lè)趣 還可以鍛煉自己的邏輯思維和空間想象能力，而且老師對(duì)我的嚴(yán)格要求，使我有了一 個(gè)治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，以至于影響了我以后的人生道路。 在此，我再一次感謝各位老師。 2009 年 69 月 7 日 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3333 參考文獻(xiàn) 1 趙如福. 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè). 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版. 第三版 P148494 2 謝永瀛. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 出版社: 機(jī)械工業(yè)出版社出版 . 1998 P3550 3 許峰. 機(jī)床夾縣設(shè)計(jì). 沈陽(yáng) : 東北大學(xué)出版社. 1998 P2372 4 羅圣國(guó)，吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京: 清華大學(xué)出版社出版. 第二版 P6118 5 組合機(jī)床設(shè)計(jì). 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版杜出版. 2000 6 機(jī)械制造工藝學(xué). 出版社: 機(jī)械工業(yè)出版社出版. 第二版 P650 7 吳孝先. 機(jī)械制圖. 沈陽(yáng): 遼寧大學(xué)出版社. 8 吳孝先. 機(jī)械制造工裝備簡(jiǎn)明手冊(cè). 寧夏: 寧夏人民出版社. 2000 P247256 9 范忠仁. 非標(biāo)準(zhǔn)刀具設(shè)計(jì)手冊(cè). 黑龍江: 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 P95133 10 實(shí)用典型刀具圖冊(cè). 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社. 1996 11 楊碩. 液壓傳動(dòng). 沈陽(yáng): 東北大學(xué)出版社. 1999 12 左建民. 液壓與氣壓傳動(dòng). 機(jī)械工業(yè)出版社.第二版. 1995 P230300 13 鞏云鵬. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 沈陽(yáng): 東北大學(xué)出版社. 1999 14 張玉,劉平 幾何量公差與測(cè)量技術(shù) 沈陽(yáng) 東北大學(xué)出版社 第三版 1995 P145452 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3434 附錄 A 金屬切削刀具 刀具的形狀（特別是其角度）和材料是刀具的兩個(gè)非常重要的因素。本文向 大家介紹刀具的幾何參數(shù)和刀具材料。 A1 刀具幾何參數(shù) 刀具的角度不僅在很大程度上決定了刀具的壽命，而且也決定加工的表面質(zhì)量。 刀具角度設(shè)計(jì)的一般性原則不因某種特殊刀具而變。車刀、銑刀、鉆頭甚至是砂輪的 設(shè)計(jì)，所要考慮的因素基本相同。國(guó) 14.1 所示的車刀外形易于觀察，我們即以此為例 來(lái)討論刀具的幾何參數(shù)。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3535 刀具特征參數(shù)名目繁多，技術(shù)文獻(xiàn)中術(shù)語(yǔ)使用也很混亂。為了澄清已有的混亂的 概念和術(shù)語(yǔ)，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)頒了標(biāo)準(zhǔn)5-22-1950，本文的術(shù)語(yǔ)即以此為 依據(jù)。 單尖刀具是指只有一個(gè)前刀面和一條連續(xù)切削刃的刀具。圖 14-2 所示各個(gè)角度定 義如下： 主視圖中的角度 1 為背前角，它是在垂直于刀具基面的縱向剖面內(nèi)的平行于刀柄 的一條直線與刀面之間的夾角。如該角后傾，則為正角，否則為負(fù)角。背前角對(duì)加工 過(guò)程影響很大，它直接影響刀具的切削力，表面光潔度（現(xiàn)用表面粗糙度值表示 譯者）以及刀具而用度。 角度 2 為側(cè)前角，