本科生課程設計說明書油閥座夾具設計 系部： 機 電 工 程 系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名： 班 級：機本一班 學號 指 導 老 師: 最終評定成績: 年 6 月II目 錄機械設計制造工藝及夾具課程設計指導書1第1章 零件分析31.1 零件的作用31.2 零件的工藝分析3第2章 工藝規(guī)程設計52.1 毛皮制造形式52.2 基面的選擇52.3 制定工藝路線62.4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定92.5 確定切削用量及基本工時9第3章 夾具設計183.1 問題提出183.2 基準的選擇183.3 切削力及夾緊力的計算183.4 定位誤差的分析193.5 夾緊元件強度校核203.6 夾具設計及操作說明203.7 夾具的優(yōu)化設計及經(jīng)濟分析20第4章 設計心得體會 22第5章 參考文獻 23第6章 附錄1 機械加工工藝過程卡片24附錄2 機械加工工序卡片29附錄3 夾具3D裝配效果圖30附錄4 油閥座毛坯圖31附錄5 油閥座零件圖32附錄6 夾具裝配圖33附錄7 零件圖（夾具座）34附錄8 零件圖（定位心軸）35附錄9 零件圖（鉆模板）36機械制造工藝及夾具設計課程設計任務書(Machinery Manufacturing Planning and Fixture Design)系 別專 業(yè)班 級姓 名 油閥座零件加工（圓周上2mm的孔）一、設計的目的和要求(一)設計目的機械制造工藝及夾具設計課程設計是在學完了機械制造工藝及夾具設計，進行了生產(chǎn)實習之后進行的下一個教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生在設計中能初步學會綜合應用過去所學過的全部課程，另外也為搞好畢業(yè)設計做一次綜合訓練。學生應當通過機械制造工藝及夾具設計課程設計在下述各方面得到鍛煉：1 能熟練運用機械制造工藝及夾具設計課程中的基本理論，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線合理安排等問題，保證零件的加工質(zhì)量。2 提高結(jié)構(gòu)設計能力。學生通過設計夾具的訓練，應當掌握如何根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、既經(jīng)濟合理，又能保證加工質(zhì)量的夾具來。3 學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關(guān)的各種資料的名稱出處，能夠做到熟練應用。(二)設計的要求機械制造工藝及夾具設計課程設計題目一律定為：制訂油閥座零件的機械加工工藝。生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大批生產(chǎn)（6000件）。設計的要求包括如下幾個部分：1零件毛坯合圖 一張2機械加工工藝過程卡片 一套3夾具裝配總圖 一張4夾具零件圖 若干5課程設計說明書 一份課程設計題目由指導老師選定發(fā)給學生。二、設計內(nèi)容及步驟1 對零件進行工藝分析學生得到設計題目之后，應首先對零件進行工藝分析，其主要內(nèi)容包括：（1）零件的作用及零件圖上技術(shù)要求進行分析。（2）對零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表 。（3）零件的材質(zhì)，熱處理及工藝性進行分析。2選擇毛坯的制造方式毛坯的選擇應該以生產(chǎn)批量的大小，非加工表面的技術(shù)要求以及零件的復雜程度、技術(shù)要求的高低等幾方面綜合考慮。在通常情況下，應主要以生產(chǎn)性質(zhì)來決定。正確的選擇毛坯制造方式，可以使得整個工藝過程經(jīng)濟合理。3零件的機械加工工藝路線。（1）制訂工藝路線。在對零件進行分析的基礎上，制定零件的工藝路線。對于比較復雜的零件，可以先考慮幾個加工方案，分析比較后，在從中選擇比較合理的加工方案。（2）選擇定位基準，進行必要的工序尺寸計算。當某工序定位基準，與設計基準不符時，需對它的工序尺寸進行換算。（3）選擇機床及工、夾、量、刃具。機床設備的選用應當既要保證加工質(zhì)量，又要經(jīng)濟合理。在成批生產(chǎn)的條件下，一般采用通用機床和專用工夾具。（4）加工余量及工序尺寸與公差的確定。根據(jù)工藝路線的安排，首先應確定一個加工表面的各工序加工余量，其工序尺寸公差按經(jīng)濟精度確定，一個表面的總加工余量則為該表面各工序間加工余量之和。（5）切削用量的確定。在機床、刀具、加工余量等確定的基礎上，要求學生用公式計算一二道工序的切削用量，其余各工序的切削用量可由上述手冊中查得。（6）畫毛坯圖。在加工余量確定的基礎上畫毛坯圖，要求毛坯輪廓用粗實線條繪制，零件的實體尺寸用雙點劃線繪出。比例取1：1，同時應在圖上表出毛坯的尺寸、公差，技術(shù)要求，毛坯制造的分模面、圓角半徑和拔模斜度等（7）繪制零件的機械加工工藝卡片。將前述各項內(nèi)容及各工序簡圖，一并填入規(guī)定的工序卡片上。4工藝裝備的結(jié)構(gòu)設計要求學生在課程設計中設計加工給定零件所必須的夾具12套。具體的設計內(nèi)容可根據(jù)加工需要由學生本人提出并經(jīng)指導教師同意后確定。結(jié)構(gòu)設計的具體步驟如下：（1）確定設計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖。學生在確定夾具設計方案時應當遵循的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡單，操作省力高效，制造成本低廉。這四條原則如果單獨拿出來分析，有些是互相矛盾的，而設計者的任務，就是要在設計的實踐中，綜合上述四條，通盤考慮，靈活運用所學知識，結(jié)合實際情況，注意分析研究，考慮互相制約的各種因素，確定最合理的設計方案。（2）選擇定位元件，計算定位誤差。按照加工精度的高低，需要消除不定度的數(shù)目以及粗精加工的需要，按有關(guān)標準正確的選擇定位元件。 選擇好定位元件之后，還應對定位誤差進行計算。計算結(jié)果如超差時，需要改變定位方法，以減少定位誤差，提高加工精度。有時甚至要從根本上改變工藝路線的安排，以保證零件的加工能順利進行。（3）計算所需的夾緊力，設計夾緊機構(gòu)。為了保證零件裝夾的安全可靠，實際所需的夾緊力應比理論夾緊力要大，即應對理論夾緊力要以安全系數(shù)K。K的大小可由有關(guān)手冊中查得，一般K=1.52.5。應該指出，由于加工方法，切削刀具以及裝夾方式千差萬別，夾緊力的計算在有些情況下是沒有現(xiàn)成的公式可以套用的，所以需要同學根據(jù)過去所學的理論進行分析研究，以決定合理的計算方法。夾緊機構(gòu)的功用就是將動力源的力正確、有效地施加到工件上來。同學們可以根據(jù)具體情況，選擇并設計杠桿、螺旋、偏心、絞鏈等不同的夾緊機構(gòu)，并配合手動、氣動和液動的動力源，將夾具的設計工作逐步完善起來。（4）畫夾具裝配圖。要求按比例1：1的比例畫夾具裝配圖。被加工零件在夾具上的位置，要用雙點劃線表示，夾緊機構(gòu)應處于“夾緊”的位置上。a)注意投影選擇，應當用最少的投影將夾具的結(jié)構(gòu)完全清楚的表達出來。因此在畫圖之前，應當仔細考慮各視圖的配置與安排。b)所設計的夾具，不但機構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)也應當合理。否則會影響工作甚至不能工作。c)要保證夾具與機床的相對位置及刀具與夾具的相對位置的正確性。即夾具上應具備定位鍵及對刀裝置，這可在有關(guān)夾具設計手冊中得。d)運動部件的運動靈活，不能蹩勁和卡死?；剞D(zhuǎn)工作臺或回轉(zhuǎn)定位部件應有鎖緊裝置，不能在工作中自動松脫。e)夾具的裝配工藝性和夾具零件（尤其是夾具體）的可加工性要好。f)夾具的運動零部件要有潤滑裝置，排屑要方便。g)零件的選材，尺寸公差的標注以及總裝技術(shù)要求要合理。為便于審查零件的加工工藝性及夾具的裝配工藝性，從教學要求出發(fā)，所有零部件不采用簡化法繪制。5編寫設計說明書學生在完成上述全部工作內(nèi)容后，應將前述全部工作內(nèi)容依先后順序?qū)懗稍O計說明書一份。要求字跡工整，語言簡練，文字通順。說明書應以十六開紙書寫，四周留有邊框，并裝訂成冊。第1章、零件的分析1.1零件的作用 目所給定的零件是鑿巖機注油器上的油閥座，左端通過Rc3/4與主機相連，一管套穿過油壺殼體與24.5孔焊接，高壓氣體從左端進入閥座，在負壓作用下，油壺內(nèi)油從2孔流至22孔與高壓氣體混合后成霧狀從套管噴出。16H10孔裝入油量調(diào)節(jié)裝置，缺口標志油量調(diào)節(jié)范圍。1.2零件的工藝分析油閥座共有兩組加工表面?，F(xiàn)分述如下：1.2.1以22為中心的加工表面。這一組加工表面包括：63的外圓，24.5的內(nèi)孔，22的內(nèi)孔以及Rc3/4錐孔，60錐角，145倒角，2個2的通孔，5，3垂直于5，2的平面及左端垂直平面。圖1.1 以22為中心的加工表面1.2.2以16H10為中心的加工表面。這一組加工表面包括：16H10的孔，10.5的孔以及135缺口，16.8內(nèi)槽以及45倒角。由以上分析可知，Rc3/4連接用63定位。24.5焊管套形位公差靠機床自身來保證，且粗精加工盡可能一次加工完成。圖1.2 以16H10為中心的加工表面第2章、工藝規(guī)程設計2.1毛坯制造形式。零件材料為ZG45，采用砂型機器鑄造。從機械制造工藝手冊中可查出其公差等級為IT8IT10，尺寸公差1.63.2,加工余量45，毛坯為實心，以如圖的過水平中心線與24圓柱體相垂直的平面為分型面。加工前進行退火處理。由于零件年產(chǎn)量為6000件，已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用砂型機器鑄造。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應該的。 圖2.1 分型面2.2基面的選擇。基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。2.2.1粗基準的選擇。作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其它表面欠缺。對一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的，本零件選用不加工表面32外圓柱面作為粗基準。采用32外圓柱面作為粗基準加工內(nèi)孔可以保證空的壁厚均勻，而且便于裝夾。2.2.2精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。閥座的右端面和24.5孔既是裝配基準，又是設計基準，用它們作精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，實現(xiàn)閥座零件“一面兩孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，B面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。加工10.5孔時，以右端端面及24.5內(nèi)孔為基準。加工內(nèi)孔時應以63端面為基準。由于形位公差由機床自身來保證，粗精加工盡可能一次完成。2.3制定工藝路線制定工藝路線出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。2.3.1表面加工方法的確定 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度。確定各表面的加工方法如下：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/微米加工方案備注右端面IT1312.5車左端面IT1312.5車上端面凸臺IT1312.5銑22mm孔IT1312.5鉆24.5孔IT1312.5車Rc3/4錐螺紋孔IT1312.5車10.5mm孔IT1312.5鉆16mmH10孔IT113.2鉆-擴3mm孔IT112.5鉆5mm孔IT1312.5鉆2mm孔IT112.5鉆2.5*2.5*4缺口IT1312.5銑退刀槽12.5銑2.3.2加工階段的劃分由于工件加工精度要求不高，所以可以不分加工階段，一個加工階段可以完成2.3.3工序的集中與分散 本零件選用工序集中原則安排油閥座的加工工序，端面5、3的孔一次裝夾完成加工，63外圓、端面，22孔，24.5mm內(nèi)圓一次裝夾完成。該油閥座的生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率；運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮減輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了多個表面，有利于保證各加工面之間的相對位置要求。2.3.4工序的順序安排根據(jù)先基準后其它的原則，首先加工精基準63mm圓柱面、右端面，24.5孔；根據(jù)先主后次的原則，先加工主要面右端面，22mm孔,后加工次要面10.5mm孔，16mmH10孔；根據(jù)先面后孔的原則，先加工右端面，后鉆軸向孔；先加工凸臺面，后鉆10.5孔。2.3.5工藝路線方案一工序1 車63外圓、端面工序2 鉆22孔工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序4 半精車24.5、精車24.5工序5 鉆10.5孔工序6 粗鏜16.8的孔工序7 車24端面、 車倒角工序8 鉆3孔、工序9 鉆5孔工序10 鉆圓周上2孔工序11 鉆端面上2孔工序12 精鏜16的孔、鏜內(nèi)槽16.8的孔工序13 銑缺口工序14 焊封、去毛刺2.3.6工藝路線方案二工序1 車63外圓、端面，鉆22孔，車24.5mm內(nèi)圓；工序2 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序3 銑24.5端面，保證至定位基準長度為39.6工序4 鉆10.5孔，锪倒角；工序5 擴孔16 H10，鏜內(nèi)槽16.8工序6 鉆3孔，鉆5孔工序7 鉆端面上2孔工序8 鉆圓周上2孔工序9 銑缺口工序10 焊封、去毛刺2.3.7工藝路線的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一工序4重復使用了初32的外圓，方案二把此工序放在了工序1中一次裝夾加工，且精度要求能夠保證；方案一中工序5鉆孔時沒有遵循先面后孔的原則，方案二保證了這一原則；16mm孔和16.8內(nèi)槽一次加工就能保證精度，所以無需像方案一中那樣分粗加工和精加工，綜上從優(yōu)考慮，選擇工藝路線為方案二工序1 車63外圓、端面，鉆22孔，車24.5mm內(nèi)圓；工序2 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序3 銑24.5端面，保證至定位基準長度為39.6mm工序4 鉆10.5孔，锪倒角；工序5 擴孔16 H10mm，保證26.60.11mm，鏜內(nèi)槽，距24mm面2.5mm，寬度為1.1mm工序6 鉆3孔，鉆5孔，保證深度6mm工序7 鉆端面上2孔，保證長度14mm工序8 鉆圓周上2孔工序9 銑缺口工序10 焊封、去毛刺首先以32外圓為粗基準加工端面，外圓，22孔，24.5mm內(nèi)圓，尺寸公差由機床保證。利用63外圓和24.5mm內(nèi)圓加工32端面、錐孔、倒角、車螺紋。利用63端面和24.5mm內(nèi)圓以及24mm外圓加工24mm端面。由于2孔和3孔不能在同一機床上完成，所以應分成2道工序在2個不同的機床上加工。而兩個2孔相通，故先鉆端面2孔，再鉆另一個孔時應以端面2mm為定位基準。 圖2.2 主要加工尺寸2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定油閥座零件材料為ZG45，強度和切削性能良好，塑性、韌性較低。生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機器鑄造。查1及相關(guān)資料，長度方向上的余量為4。鑄造精度為IT9-IT11，尺寸公差為1.6-3.2mm.根據(jù)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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：2.4.1外圓表面（63）考慮其加工長度為9，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為70，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為70。63表面為自由尺寸公差.2.4.2外圓表面沿軸線長度方向的加工余量（63端面、32端面）分2次加工。第1次加工3，余下的11次加工。2.4.3孔16毛坯為實心，不沖出孔來。內(nèi)孔精度要求界于IT8IT10之間。參照1確定工序尺寸及余量為 鉆孔10.5 粗鏜15.85 2Z=5.35 精鏜15.95 2Z=0.12.4.4外圓端面（24）查124端面的余量為4。分兩次加工，第一次加工3，第二次加工1。2.4.5銑缺口（16）由于題目中對16圓柱缺口的精度要求不高。故粗銑余量為4。經(jīng)過粗銑后即可達到題目的要求。2.5確定切削用量和基本工時工序1：車63外圓及端面，鉆22孔，車24.5mm內(nèi)圓1、加工條件加工材料：ZG45，0.05Gp,鑄造加工要求：粗車63外圓及端面機床：CA6140車床刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸1625，=90，=15，=12，=0.5。2、計算切削用量（1）車63外圓端面1）已知毛坯長度方向的加工余量為，分2次加工，=3，長度加工公差按IT10級。2）進給量f：根據(jù)1P507表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為1625，3以及工件直徑為63時f=0.50.7/r按CA6140車床說明1P871表3.1-19取f=0.51/r3）計算切削速度。 據(jù)6P30，切削速度計算公式為（壽命選T=60min）=(m/min) （2.1）其中=242，=0.15,=0.35,=0.8將上述數(shù)據(jù)帶入公式中=0.8=91.5m/min4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速=399r/min按機床說明（見6表1.13）與399 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為320r/min以及400r/min，現(xiàn)取400r/min。若選320r/min，則速度損失太大。所以，實際切削速度：V=91.69m/min5)切削工時，據(jù)1P694表2.5-3t= =0.245min6)效驗機床功率主切削力按6P37表1.29 所示公式計算= （2.2）其中 =2795，=1.0,=0.75,=-0.15=0.890.951.01.0=0.8455=27950.8455=2169.4N切削時消耗功率為=3.32Kw根據(jù)中CA6140機床說明可知，CA6140主電動機功率為7.5Kw，所以機床功率已足夠，可以正常加工。7）效驗機床進給系統(tǒng)速度。已知主切削力=2169.4N，徑向切削力按6表1.29公式計算= （2.3）其中=1940,=0.6,=0.6,=0.9=0.50.851.00.66=0.8455=19400.2468=224.4N而軸向切削力= （2.4）其中=2880,=0.5,=-0.4,=1.0=1.170.851.01.0=1.445=28801.445=1433.25N取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)為0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為F=+u（+）=1433.25+0.1(2169.4+224.4)=1672.63N而機床縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力遠遠大于1672.63N。故機床進給系統(tǒng)可正常工作。車63外圓切削深度: 單邊余量Z=4。分兩次切削，第一次切3。進給量: 據(jù)6表1.16，選用f=0.5/r計算切削速度：= （2.5）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=23.5r/min確定主軸轉(zhuǎn)速：=102.52r/min按機床選取n=100r/min所以實際切削速度：V=22.92m/min切削工時： 按1P694表2.5-3t= =0.8min鉆22孔 選用機床：Z550型立式鉆床 進給量：f=0.41/r（6表2.7）切屑速度：v=10.25m/min(6表2.13及表2.14按5類加工性考慮)=148.38r/min按機床選取=125r/min(6表2.36)所以實際切削速度V=8.635m/min切削工時：t=1.346min其中切入=10，切出=4，L=55半精車24.5、精車24.5沉孔，孔深為10（1）半精車24.5，半精車至24。單邊余量Z=1，一次車去全部余量，=1。查6表1.6可知 f=0.51/r計算切削速度。根據(jù)6表1.27，切削速度的計算公式為 =（m/min） （2.8）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=40.58r/min=527.49r/min按機床說明，取=560r/min實際切削速度：V=42.2m/min切削工時：t=0.507min精車至。單邊余量Z=0.25、f=0.25/r、=0.25計算切削速度。根據(jù)6表1.27，切削速度的計算公式為 =（m/min） （2.9）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=40.58r/min=527.49r/min按機床說明，取=560r/min實際切削速度：V=42.2m/min切削工時：t= =0.507min工序2：車左端端面、車錐孔Rc3/4、車60內(nèi)倒角、車內(nèi)螺紋、車145倒角。）（1）車左端端面確定進給量。當?shù)稐U尺寸為1625，3以及工件直徑為32時，f=0.51/r。查6表1.10及1P507表2.4-3計算切削速度 根據(jù)6表1.27，切削速度的計算公式為 =（m/min） （2.6）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=289.7r/min按機床說明（見6表1.31）與289.7 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為320r/min以及250r/min，現(xiàn)取320r/min。若選250r/min，則速度損失太大。所以實際切削速度V=32.15m/min切削工時：t=0.444min(2)車錐孔 確定進給量。查1P507表2.4-5，知f=0.37/r計算切削速度 根據(jù)6表1.27，切削速度的計算公式為=（m/min） （2.7）其中=38，=0，=0.8,=0.8，m=0.2=29.76r/min=473.89r/min按機床說明，取=500r/min所以實際切削速度V=31.4m/min切削工時：t=0.19min工序3：銑24端面銑24端時：=3，f=0.38mm/r（查1P507）切削速度根據(jù)6表1.27，切削速度的計算公式為=（m/min） （2.10）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=386.28r/min按機床說明，取=400r/min實際切削速度V=30.144m/min切削工時：t=0.237min工序4:鉆10.5孔 (f=0.22mm/r0.28mm/r切削速度：V=11.57m/min切削工時：t=0.387min工序5：擴16的孔、鏜內(nèi)槽16.8的孔（擴孔至16。單邊余量Z=2.75。一次切除全部余量。=2.75，進給量f=0.5mm/r據(jù)有關(guān)手冊，確定鏜床的切削速度為30m/min。則=597.1r/min由于T68臥式鏜床說明中有=100r/min故實際切削速度V= =5.024m/min切削工時：t= =0.66min工序6：鉆3孔選用鉆床為Z550f=0.02mm/r故實際切削速度：V=14.13m/min切削工時：t=0.633min鉆5孔 f=0.015mm/r故實際切削速度：V=23.55m/min切削工時：t=0.533min鉆孔時軸向力，扭矩，功率的計算公式查6P77表2.32軸向力：= （2.13）其中=600，=1.0,=0.7,=0.95=6000.95=150.69N扭矩:= （2.14）=0.3050.95=0.317N*m功率:= （2.15）=0.05Kw工序7：鉆端面上2孔 （）選用鉆床：Z515f=0.05mm/r故實際切削速度：V=18.212m/min切削工時： t=0.124min工序8:鉆圓周上2孔選用鉆床為Z515f=0.05mm/r（查1P545表2.4-38）V=0.75m/s （查1P547表2.4-41） =7165.6r/min按機床說明，取=2900r/min故實際切削速度：V= =18.212m/min切削工時：t= =0.193min工序9：銑缺口 （ 刀具：硬質(zhì)合金立銑刀。材料為YT15故實際切削速度：V=109.27m/min切削工時： t=0.077min工序10：焊封、去毛刺第3章、夾具設計3.1問題提出本夾具用來加工圓周上2mm孔。孔的定位精度一般，加工精度可由鉆床保證。3.2基準的選擇比較 由零件圖可知，加工2mm孔必須對工件進行完全定位。使用鉆床加工，定位方案一用63mm端面放在平面上限制3個自由度，用心軸穿過22mm中心孔，在心軸上做成24.5mm的短銷限制2個自由度，再用16mm的孔限制1個自由度。定位方案二用63mm的端面放在平面上限制3個自由度，用心軸穿過22mm中心孔，在心軸上做成24.5mm的菱形短銷與平面一起限制4個自由度，再配合2mm的短銷限制2個自由度來實現(xiàn)定位。比較兩個方案可知，方案二較好，因為端面上2mm的孔和圓周上2mm的孔要求垂直相通，方案二用前一步工序加工的端面2mm的孔來進行定位，可以很好的保證加工精度。故選擇方案二。 圖3.2 工件定位方案一 工件定位方案二3.3切削力及夾緊力的計算選用鉆床為Z515f=0.05mm/r（查1P545表2.4-38）V=0.75m/s （查1P547表2.4-41） =7165.6r/min按機床說明，取=2900r/min故實際切削速度：V= =18.212m/min切削工時：t= =0.193min鉆孔時軸向力，扭矩，功率的計算公式查6P77表2.32 軸向力：= (3.1)其中=600，=1.0, =0.7, =0.95=6000.95=140.02N 扭矩: = (3.2)=0.3050.95=0.1055N*m 功率: = (3.3)=0.032Kw3.4定位誤差的分析夾具的主要定位元件是立板及與立板配合使用的心軸。所以立板和心軸的制造誤差為本工序的主要誤差。立板與心軸的配合處要磨精度等級為6級，公差為0.013mm，平面度公差為0.05mm，心軸的表面與立板面的垂直度公差為0.03mm，所以加工孔的垂直度誤差為0.013+0.03+0.05mm=0.093mm。3.5夾緊元件強度校核受力分析：當壓緊工件時，螺栓除受夾緊力作用產(chǎn)生拉應力外，還受轉(zhuǎn)矩T的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應力的作用。拉伸應力：扭轉(zhuǎn)剪應力：由第四強度理論，可知螺栓預緊狀態(tài)下的計算應力：元件材料為45鋼，屈服強度為=450 ，取安全系數(shù)n=1.9則許用擠壓應力3.6夾具操作設計及操作說明夾具的裝配是先把2mm短銷裝入夾具座中，再裝心軸，其一端過盈配合，并用雙螺母反向鎖死，再裝鉆模板，夾具安裝完畢。加工時把工件裝在心軸上，保證定位要求，加開口墊片，用螺母擰緊。加工孔完成后，擰松螺母至能拿出開口墊片即可，拿出開口墊片，取出工件。3.7夾具的優(yōu)化設計及經(jīng)濟性分析這種優(yōu)化設計的特點：可以正確確定適用對象種數(shù)。根據(jù)優(yōu)化設計的結(jié)果，對可調(diào)、可換元件和通用基體的結(jié)構(gòu)設計從成本比例的角度進行調(diào)整，從而使之滿足優(yōu)化設計，達到整體經(jīng)濟性的目的。從成組夾具適用對象種數(shù)所分攤的夾具成本看，可以認為：適用對象在成組夾具滿負荷的范圍內(nèi)，對象種數(shù)愈多則夾具分攤到適用對象種數(shù)上的單位成本就愈低。從夾具上的可調(diào)、可換元件看，隨著夾具適用對象種數(shù)的增加，則夾具上的可調(diào)、可換元件也隨著增加，這時，可調(diào)、可換元件的設計、制造費用以及夾具的調(diào)整次數(shù)和調(diào)整、保管費用也隨之相應增加。當所設計的成組夾具，其適用對象零件種數(shù)等于或接近NK值時，可以認為這套成組夾具符合經(jīng)濟性的原則；反之，從經(jīng)濟的角度可以認為是不合理的。這時，應該從各方面采取調(diào)整措施，如修改通用基體或可調(diào)、可換元件的結(jié)構(gòu)設計，使之Ct值與P值的比例關(guān)系得到調(diào)整，最終符合經(jīng)濟性的原則。 在成組夾具設計中，根據(jù)夾具的復雜程度，從已積累的統(tǒng)計資料中取得Ct值與P值的當量值，以預定成組夾具適用對象零件種數(shù)，然后對實際的Ct值與P值進行評價，這樣可以達到減少過程損失的目的。 大幅度提高單機設備的通過能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)場同類設備由于工裝的差異影響了設備本身較寬的工藝通過能力，通用工裝使現(xiàn)場整體的設備通過能力得到提高，有利于均衡生產(chǎn)，提高了工藝質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。提高現(xiàn)場應變能力和單一品種的加工能力，有利于物流順暢和均衡生產(chǎn)。21 長沙學院課程設計第4章、設計心得體會 為期兩周的夾具課程設計終于結(jié)束了。夾具課程設計，是對夾具知識的驗證，可以幫助我們理解鞏固所學知識，激發(fā)我們對機械制造技術(shù)課程的興趣，更鍛煉了我們獨立思考、開拓創(chuàng)新的能力。同時也培養(yǎng)了我們的團隊合作精神！這次設計對于我以后的學習和工作都會有很大的幫助。經(jīng)驗要靠自己一點一滴地積累，問題要靠自己一點一滴地解決，在解決的過程當中你就會不斷地提升自己的水平。對于夾具設計，主要是解決零件定位問題和夾緊問題，而零件定位夾緊是比較靈活的，方案比較多，需要我們對加工零件進行認真的分析，選擇出比較成熟的方案。在整個夾具課程設計的過程中，我們遇到了很多的問題，才發(fā)現(xiàn)自己學習的不到位。也了解到書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，在設計中才發(fā)現(xiàn)，有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。實踐才是檢驗真理的唯一標準！這次設計中要求用到制圖軟件，使我們對AutoCAD,Proe又重新熟悉了一遍。記得CAD還是大一時候?qū)W的，剛開始畫的時候基本上都不記得了，于是我又把書拿出來重新看了一遍，在一邊畫圖一邊熟悉軟件中，我的作圖速度越來越快。這樣帶著問題來學，我發(fā)現(xiàn)效率很高。同時，由于要求我們做出渲染圖，我又初步學會了一門新軟件-C4D的使用。這次夾具的課程設計為我們提供了一個理論聯(lián)系實際的平臺。將培養(yǎng)我們在以后的設計中能更加快速，更加完善地完成任務的能力，思考問題也會更加全面。這對一個設計人員來說，是一個很重要的因素和能力。同時，經(jīng)過這次設計，我們也能更加清楚地知道自己哪些方面存在不足，以使自己在缺陷的地方多多努力，完善自我。 第5章 參考文獻1 李洪主編. 機械加工工藝手冊. 北京：北京出版社，19902 孟少農(nóng)主編. 機械加工工藝手冊. 第一卷. 北京：機械工業(yè)出版社，19963 東北重型機械學院,洛陽工學院,第一汽車制造廠職工大學編. 機床夾具設計手冊.上?？茖W技術(shù)出版社，19904 鄭修本,馮冠大主編. 機械制造工藝學. 北京：機械工業(yè)出版社，19915 張耀宸編. 機械加工工藝設計實用手冊. 航空工業(yè)出版社，19936 艾興,肖詩綱編. 切削用量手冊. 機械工業(yè)出版社，19957 侯珍秀編. 機械系統(tǒng)設計. 哈爾濱工業(yè)大學出版社，20038 張世昌,李旦,高航主編. 機械制造技術(shù)基礎. 高等教育出版社，2001第6章 附錄附錄1： 機械加工工藝過程工藝卡片零件號1材料ZG45編制彭建零件名稱油閥座毛坯重量1KG指導唐勇生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)毛坯種類鑄造審核工序工步工序說明工序簡圖機床工序1車63外圓、端面，鉆22孔，車24.5孔以32的外圓為基準 C6140工序2車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角以63的外圓為基準C6140工序3銑24端面以工序1加工表面和加工的內(nèi)孔以及24.5mm內(nèi)圓為基準C6140工序4鉆10.5孔，锪倒角以工序1加工表面和加工的內(nèi)孔以及24.5mm內(nèi)圓為基準Z515工序5擴16mm孔，鏜內(nèi)槽以工序1加工表面和加工的內(nèi)孔以及工序4鉆孔為基準T68工序6鉆3孔、5mm的孔使用專用夾具對端面上的3孔進行鉆削加工。此道工序以下平面和中心孔為定位基準，外加一個菱形銷進行定位Z550工序7鉆端面上2孔此道工序以下平面，中心和3mm孔為定位基準。Z515工序8鉆圓周上2孔此道工序以63mm端面，24.5mm內(nèi)圓以及工序7加工的孔為定位基準Z515工序9銑缺口以63端面，24.5內(nèi)圓和5的孔為定位基準X63工序10焊封、去毛刺長沙學院機電工程系機械設計制造及其自動化專業(yè)產(chǎn)品型號及名稱發(fā)動機零件生產(chǎn)批量6000第 1 頁零件名稱油閥座零件圖號附圖三共 1 頁毛坯種類砂型鑄造材料名稱及型號HT200每件毛坯制坯數(shù)1成品外形尺寸637079.2毛坯外形尺寸637079.2零件重量毛坯重量每臺產(chǎn)品件數(shù)車間名稱工序號工種工 序 名 稱單件工時 min機床型號及名稱夾具名稱及編號刀具名稱及編號輔助名稱及編號量具名稱及編號1車粗車外圓及端面0.245C6140車床機床專用夾具車刀卡板1鉆鉆孔1.346Z550立式鉆床機床專用夾具鉆頭游標卡尺1車半精車并精車其沉孔0.507C6140車床機床專用夾具車刀游標卡尺2車車端面、倒角、內(nèi)螺紋0.19C6140車床機床專用夾具車刀卡板3車銑mm端面及倒角0.237X63銑床機床專用夾具銑刀卡板4鉆鉆mm孔0.587Z515立式鉆床機床專用夾具鉆頭游標卡尺5擴擴mm的孔0.210T68鏜床機床專用夾具擴刀卡板6鉆鉆的孔0.633Z550立式鉆床機床專用夾具鉆頭游標卡尺6鉆鉆的孔0.533Z550立式鉆床機床專用夾具鉆頭游標卡尺7鉆鉆端面上孔0.124Z515立式鉆床機床專用夾具鉆頭游標卡尺8鉆鉆圓周上孔0.193Z515立式鉆床機床專用夾具鉆頭游標卡尺9銑銑缺口0.077X63銑床機床專用夾具銑刀游標卡尺10鉗去毛刺，焊縫28機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱油閥座共頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號8鉆圓周2mmZG45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄 件637078.611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)立式鉆床Z5151夾具編號夾具名稱切削液鉆2mm孔夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件0.193工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆圓周2mm孔專用鉆夾具290012.2120.052810.193直柄長麻花高速鋼鉆頭GB/T6135.4 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）2009.62009.62009.629