基于支承套零件工藝及工裝設(shè)計(jì)

摘 要 本文是對(duì)支承套零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，并針對(duì)其中某一道工序進(jìn)行基于液壓的專用夾具設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了另一工序的普通夾具設(shè)計(jì)。支承套零件作為套類零件，其主要加工表面是平面及孔。按照機(jī)械加工工藝要求，遵循先面后孔的原則，并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以支承套大外圓端面作為粗基準(zhǔn)，以支承套大外圓作為精基準(zhǔn)，確定了其加工的工藝路線和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。并按要求對(duì)其中一道工序進(jìn)行了基于液壓夾緊的專用夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中計(jì)算了此道工序所受的切削力及切削力矩，進(jìn)而確定 了液壓缸的負(fù)載，選定整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力，從而確定了液壓缸的各參數(shù)，繪制了液壓夾緊的專用夾具總圖。整個(gè)加工過(guò)程均選用萬(wàn)能機(jī)床。 關(guān)鍵詞 支承套 ；加工工藝；液壓；專用夾具 Abstract This article is carries on the design of the supporting sleeve components machine process, and the clamp designed based on the hydraulic pressure which aimed at some working process, and has carried on another working procedure ordinary jig design. The supporting sleeve components take the boom trestle class components, its main processing surface is the plane and the hole. According to the machine-finishing technological requirement, after following the first surface, the hole principle, and is clear about the hole and the plane processing divides the rough machining and the precision work stage guarantees the working accuracy. The datum choice takes the thick datum by the support big outer annulus end surface, takes the fine datum by the support big outer annulus end surface with two craft holes, had determined in its processings craft route and the processing needs each technological parameter. And according to request to a working procedure has carried on based on the hydraulic pressure clamp unit clamp design. Entire processing process chooses all-purpose machine tool. Key words: supporting sleeve； processing technic ；special fixture； hydraulic pressure 目 錄 摘 要 . III ABSTRACT . IV 目錄 . V 1 緒論 . 1 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 . 5 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 . 5 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 . 2 2 零件的造型 . 3 2.1 零件造型軟件介紹 . 3 2.2 零件造型過(guò)程 . 4 3 零件的工藝分析 . 8 3.1 零件的功用分析 . 8 3.2 零件的工藝分析 . 8 4 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) . 9 4.1 確定毛坯的制造形式 . 9 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 . 9 4.2.1 精基準(zhǔn)的選擇 . 10 4.2.2 粗基準(zhǔn)的選擇 . 10 4.3 切削用量的選擇原則 . 10 4.3.1 粗加工時(shí)切削用量的選擇 . 10 4.3.2 精加工時(shí)切削用量的選擇 . 10 4. 4 擬定零件加工的工藝路線 . 11 4.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 13 4.6 確定切削用量及基本工時(shí) . 14 5 專用夾具設(shè)計(jì) . 23 5.1 問(wèn)題的提出 . 23 5.2 夾具設(shè)計(jì) . 23 6 基于液壓夾緊 18H8 槽專用夾具設(shè)計(jì) . 26 6.1 設(shè)計(jì)主旨 . 27 6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 . 27 6.2.2 定位誤差分析 . 27 6.2.3 銑夾具設(shè)計(jì)的基本要求 . 27 6.3 液壓缸的設(shè) 計(jì)計(jì)算 . 27 6.3.1 切削力及切削力矩的計(jì)算與分析 . 28 6.3.2 確定系統(tǒng)的工作壓力 . 30 6.3.3 確定液壓缸的幾何參數(shù) . 30 6.4 確定液壓泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率及型號(hào) . 32 6.5 確定各類控制閥 . 33 6.6 管道通徑與材料及管接頭的選用 . 34 7 結(jié)論與展望 . 36 7.1 結(jié)論 . 36 7.2 不足之處及未來(lái)展望 . 36 致謝 . 37 參考文獻(xiàn) . 38 1 緒論 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在完成了大學(xué) 的全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，合理的機(jī)械加工工藝過(guò)程是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。 合理的機(jī)械加工工藝文件不僅能提高一個(gè)企業(yè)的技術(shù)革新能力，而且可以較大程度地提高企業(yè)的利潤(rùn)，因而合理地編制零件的加工工藝文件就顯得時(shí)常重要。機(jī) 械加工工藝文件的合理性也會(huì)受到企業(yè)各方面因素的制約，比如企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、工人的技術(shù)水平及夾具的設(shè)計(jì)水平等，其中較為重要的是夾具的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)。夾具是機(jī)械加工 系統(tǒng)的重要組成部分 ， 不論是傳統(tǒng)制造 ， 還是現(xiàn)代制造系統(tǒng) ， 夾具 的設(shè)計(jì) 都是十分重要的。 好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。 當(dāng)今激烈 的 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求 ,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。 所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。 因 而不僅要合理結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際來(lái)進(jìn)行零件加工工藝文件的編制，而且還要根據(jù)零件的加工要求和先進(jìn)的加工機(jī)床來(lái)設(shè)計(jì)先進(jìn)高效的夾具。 該課題主要是為了培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品的能力，要求學(xué)生能夠結(jié)合常規(guī)機(jī)床與零件加工工藝，針對(duì)實(shí)際使用過(guò)程中存在的金屬加工中所需要的三維造型、機(jī)床的驅(qū)動(dòng)及工件夾緊問(wèn)題，綜合所學(xué)的機(jī)械三維造型、機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝及裝備、液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)等知識(shí)，對(duì)高效、快速夾緊裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)金屬加工機(jī)床驅(qū)動(dòng)與夾緊的半自動(dòng)控制。 在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)裝置時(shí)，在滿足產(chǎn)品工作要求的情況 下，應(yīng)盡可能多的采用標(biāo)準(zhǔn)件，提高其互換性要求，以減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本。 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。 在 夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中 ， 對(duì)于被加工零件的定位、夾緊等主要問(wèn)題 ,設(shè)計(jì)人員一般都會(huì)考慮的比較周全 ， 但是 ， 夾具設(shè)計(jì)還經(jīng)常會(huì)遇到一些小問(wèn)題 ， 這些小問(wèn)題如果處理不好 ， 也會(huì)給夾具的使用造成許多不便 ， 甚至?xí)绊懙焦ぜ募庸ぞ?。我們把多年?lái)在夾具設(shè)計(jì)中遇到的一些小問(wèn)題歸納如下 ： 清根問(wèn)題在設(shè)計(jì)端面和內(nèi)孔定位的夾具時(shí) ， 會(huì)遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問(wèn)題。端面和定位外圓分為兩體時(shí)無(wú)此問(wèn)題 ,。夾具要不要清根 ， 應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。如果零件定位內(nèi)孔孔口倒角較小或無(wú)倒角 ， 則必須清根 ,如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位 ， 則不需要 清根 ， 而且交界處可以倒為圓角 R。端面與外圓定位時(shí) ， 與上述相同。讓刀問(wèn)題在設(shè)計(jì)圓盤(pán)類刀具 (如銑刀、砂輪等 )加工的夾具時(shí) ， 會(huì)存在讓刀問(wèn)題。設(shè)計(jì)這類夾具時(shí) ， 應(yīng)考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后 ， 銑刀或砂輪的退刀位置 ， 其位置大小應(yīng)根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小 ， 留出超過(guò)刀具半徑的尺寸位置即可。更換問(wèn)題在設(shè)計(jì)加工結(jié)構(gòu)相同或相似 ， 尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時(shí) ，為了降低生產(chǎn)成本 ,提高夾具的利用率 ， 往往會(huì)把夾具設(shè)計(jì)為只更換某一個(gè)或幾個(gè)零件的通用型夾具 。 由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等 。基于液壓夾緊的專用夾具設(shè)計(jì)，必須計(jì)算加工工序所受的切削力及切削力矩，按照夾緊方式進(jìn)行夾緊力的計(jì)算，進(jìn)而可以確定液壓缸的負(fù)載，通過(guò)選定整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力，最終可以確定液壓缸的各參數(shù)。 隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。 特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具 、 半組合夾具 、 可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。在機(jī)床技術(shù)向高速 、 高效 、 精密 、 復(fù)合 、 智能 、 環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 1.3 本課題應(yīng) 達(dá)到的要求 通過(guò)實(shí)際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，在對(duì)金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī)械設(shè)計(jì)與理論及液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)等相關(guān)知識(shí)充分掌握后，分析金屬切削加工過(guò)程中的機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)的相關(guān)理論知識(shí)，完成液壓傳動(dòng)方案分析及液壓原理圖的擬定，設(shè)計(jì)液壓專用夾具的驅(qū)動(dòng)、夾緊裝置，并進(jìn)行主要液壓元件的設(shè)計(jì)與選擇及傳動(dòng)系統(tǒng)的驗(yàn)算校核等，來(lái)達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。 針 對(duì)實(shí)際使用過(guò)程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計(jì)算問(wèn)題，綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝文件編制及實(shí)施等方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)出一套適合于實(shí)際的零件加工工藝路線，從而實(shí)現(xiàn)適合 于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 2 零件的造型 2.1 零件造型軟件介紹 1) Solid Works 軟件介紹 創(chuàng)新的、易學(xué)易用的而且價(jià)格 便 宜的 Solid Works 是 Windows 原創(chuàng)的三維設(shè)計(jì)軟件。其易用和友好的界面，能夠 體現(xiàn) 在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作中 。 Solid Works 完全 自動(dòng)捕捉設(shè)計(jì)意圖和引導(dǎo)設(shè)計(jì)修改。在 Solid Works 的裝配設(shè)計(jì)中可以直接參照已有的零件生成新的零件。不論設(shè)計(jì) 采 用 自頂而下 方法還是 自底而上 的方法進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)， SolidWorks 都將以其易用的操作大幅度地提高設(shè)計(jì)的效率。 SolidWorks 有全面的零件實(shí)體建模功能，其豐富程度有時(shí)會(huì)出乎設(shè)計(jì)者的期望。用 SolidWorks 的標(biāo)注和細(xì)節(jié)繪制工具，能快捷地生成完整的、符合實(shí)際產(chǎn)品表示的工程圖紙。 Solid 有 Works 還 具有全相關(guān)的鈑金設(shè)計(jì)能力。鈑金件的設(shè)計(jì)即可以先設(shè)計(jì)立體的產(chǎn)品也可以先按平面展開(kāi)圖進(jìn)行 設(shè)計(jì)。 Solid Works軟件提供完整的、免費(fèi)的開(kāi)發(fā)工具 (API)，用戶可以用微軟的 Visual Basic、 Visual C+或其它支持 OLE 的編程語(yǔ)言建立自己的應(yīng)用方案。通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口， SolidWorks 可以很容易地將目前市場(chǎng)幾乎所有的機(jī)械 CAD 軟件集成到現(xiàn)在的設(shè)計(jì)環(huán)境中來(lái)。 為比較評(píng)價(jià)不同的設(shè)計(jì)方案，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高產(chǎn)量， Solid Works 強(qiáng)勁的實(shí)體建模能力和易用友好的 Windows 界面形成了三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械工程師不論有無(wú)CAD 的使用經(jīng)驗(yàn)，都能用 SolidWorks 提高工作效 率，使企業(yè)以較低的成本、更好的質(zhì)量更快將產(chǎn)品投放市場(chǎng)。而最有意義的是，用于 SolidWorks 的投資是容易承受的，這使得參加工程設(shè)計(jì)的所有人員都能在他們桌面上的計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。 對(duì)于模具設(shè)計(jì)師來(lái)講，還可以利用 XYZ 縮放因子直接生成模腔。 在新版中，還增加了智能裝配功能，能夠在裝配過(guò)程中自動(dòng)捕捉裝配關(guān)系，而無(wú)須用戶另行指定。在裝配過(guò)程中，還新增加了球面的配合關(guān)系和圓錐面的配合關(guān)系，這就使得將球插到孔里的操作變得更加容易。 2) UG 軟件介紹 UG 是美國(guó) UGS(Unigraphics Solutions)公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，是集 CAD/CAE/CAM 于一體的三維參數(shù)化軟件，是面向制造行業(yè)的 CAID/CAD/CAE/CAM 高端軟件 ,是當(dāng)今最先進(jìn) ,最流行的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件之一 .它集合了概念設(shè)計(jì) .工程設(shè)計(jì) ,分析與加工制造的功能 ,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的組合。被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、航空航天、家電以及化工等各個(gè)行業(yè)。 CAD/CAM/CAE 三大系統(tǒng)緊密集成。用戶在使用 UG 強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配及創(chuàng)建工程圖等功能時(shí)，可以使用 CAE 模塊進(jìn)行有限元分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和仿真模擬，以提高設(shè)計(jì)的可靠性；根據(jù) 建立起的三維模型，還可由 CAE 模塊直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品加工。 靈活性的建模方式。采用復(fù)合建模技術(shù)，將實(shí)體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模及參數(shù)化建模融為一體。 3) CAD(Computer Aided Design） CAD 最早的應(yīng)用是在汽車(chē)制造、航空航天以及電子工業(yè)的大公司中。隨著計(jì)算機(jī)變得更便宜，應(yīng)用范圍也逐漸變廣。 CAD 的實(shí)現(xiàn)技術(shù)從那個(gè)時(shí)候起經(jīng)過(guò)了許多演變。這個(gè)領(lǐng)域剛開(kāi)始的時(shí)候主要被用于產(chǎn)生和手繪的圖紙相仿的圖紙。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)活動(dòng)中得到更有技巧的應(yīng) 用。如今， CAD 已經(jīng)不僅僅用于繪圖和顯示，它開(kāi)始進(jìn)入設(shè)計(jì)者的專業(yè)知識(shí)中更 “智能 ”的部分。 隨著電腦科技的日益發(fā)展，性能的提升和更便宜的價(jià)格，許多公司已采用立體的繪圖設(shè)計(jì)。以往，礙于電腦性能的限制，繪圖軟件只能停留在平面設(shè)計(jì)，欠缺真實(shí)感，而立體繪圖則沖破了這一限制，令設(shè)計(jì)藍(lán)圖更實(shí)體化。 2.2 零件造型過(guò)程 編輯草圖，選擇零件的上視面為基準(zhǔn)面生成實(shí)體草圖 ,如圖 2.1 所示。 在基準(zhǔn)面內(nèi)繪制 80mm 的圓，并進(jìn)行 高為 25mm 的拉伸，得到 的圓柱體， 如圖 2.2所示。 在 80mm 的圓柱面上 繼續(xù)進(jìn)行 76mm 圓的繪制，并進(jìn)行 高為 3mm 的拉伸，所得的圓柱體 如圖 2.3 所示。 在 76mm 的圓柱體上再繼續(xù)進(jìn)行 85mm 高 45mm 的圓柱體拉伸， 如圖 2.4 所示。 圖 2.1 選擇基準(zhǔn)面 圖 2.2 拉伸 80mm 高 25mm 的圓柱體 圖 2.3 拉 伸 76mm 高 3mm 的圓柱體 圖 2.4 拉伸 85mm 高 45mm 的圓柱體 在 85mm 的圓柱體上進(jìn)行 81mm 高 3mm 的圓柱體拉伸， 如圖 2.5 所示。 在 81mm 的圓柱體對(duì) 135mm 高 7mm 的圓柱進(jìn)行拉伸， 如圖 2.6 所示。 在 135mm 的圓柱體上再拉伸一個(gè) 110mm 高 32mm 的圓柱體， 如圖 2.7 所示。 在 110mm 的圓柱體中心對(duì)稱位置拉伸一 個(gè) 長(zhǎng) 31mm 寬 30 半徑 R=15 的耳座，其實(shí)體造型 如圖 2.8 所示。 在 110mm 的圓柱體的另一條對(duì)稱線拉伸另個(gè)耳座，其 實(shí)體 如圖 2.9 所示。 圖 2.5 拉伸 81mm 高 3mm 的圓柱體 圖 2.6 拉伸 135mm 高 7mm 的圓柱體 圖 2.7 拉伸 110mm 高 32mm 的圓柱體 圖 2.8 拉伸 長(zhǎng) 31mm 寬 30 半徑 R=15 的實(shí)體 圖 2.9 拉伸如圖所示實(shí)體 圖 2.10 切除 長(zhǎng) 35 深 4.5 半徑 R=4 的鍵槽 在 85 外圓上運(yùn)用差集進(jìn)行長(zhǎng) 35 深 4.5 半徑 R=4 的鍵槽的繪制， 如圖 2.10 所示。 在 以上步驟所建的 實(shí)體上運(yùn)用差集，對(duì)支承套頭部進(jìn)行長(zhǎng) 100mm 寬 20mm 槽的切除，如圖 2.11 所示。 繼續(xù)在實(shí)體上切除一個(gè) 10mm 高 60mm 的圓柱體， 如圖 2.12 所示。 對(duì)造型出的孔進(jìn)行螺紋孔的造型，以 12 中的圓心為基準(zhǔn)插入一個(gè) M12 1.25mm 螺紋現(xiàn)為 12mm 深為 18mm 的螺紋孔， 如圖 2.13 所示。 在實(shí)體上運(yùn)用差集對(duì)兩個(gè) 10mm 高 100mm 的孔進(jìn)行造型， 如圖 2.14 所示。 在 耳座槽的底部運(yùn)用差集， 切除兩個(gè) 10mm 完全貫穿的孔， 如圖 2.15 所示。 圖 2.11 100mm 寬 20mm 槽 圖 2.12 開(kāi) 10mm 深 60mm 的孔 圖 2.13 M12 1.25mm 螺紋 圖 2.14 10mm 深 100mm 孔 圖 2.15 兩個(gè) 10mm 孔的造型 圖 2.16 開(kāi) 兩個(gè) 11mm 深 3.5mm 沉孔 對(duì)所造型的孔再進(jìn)行沉孔的造型，以 15 中的圓心為基準(zhǔn)，在 135mm 的右端面上拉伸切除兩個(gè) 11mm 高 3.5mm 的圓柱體， 如圖 2.16 所示。 在圓柱體的內(nèi)部進(jìn)行花鍵孔的拉削， 如圖 2.17 所示。 在 110mm 底面繪制四個(gè) M6mm 深 15mm 的螺紋孔， 如圖 2.18 所示。 零件圖繪制完成， 如圖 2.19 所示。 圖 2.17 拉花鍵孔 圖 2.18 M6mm 深 15mm 的螺紋孔 圖 2.19 零件三維圖 3 零件的工藝分析 3.1 零件的功用分析 套筒類零件是機(jī)械中常見(jiàn)的一種零件，它的應(yīng)用范圍很廣，主要起支承和導(dǎo)向作用，如圖 3.1 所示是常見(jiàn)套類零件。由于其功用不同，套筒類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差別，但其結(jié)構(gòu)上仍有共同點(diǎn)：零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)外圓表面；零件壁的厚度較薄且易變形；零件長(zhǎng)度一般大于直徑等。 由 支承套零件 圖可知該 零件 屬于短套筒， 主要功能是起支承、導(dǎo)向作用。該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要表面內(nèi)外圓柱面、端面。其主要技術(shù)要求為： 外圓表面（ 80、 85、 110、 115）內(nèi)圓表面（ 75H8、 10）、 花鍵孔（ 62 71 4.5） ；外圓表面對(duì) 75H8 孔的徑向圓跳動(dòng)公差為 0.02mm， 10 孔系間有同軸度要求 0.02 mm；左右端面孔有位置度要求為 0.1mm。材料為 HT200，批量生產(chǎn)。 3.2 零件的工藝分析 1）該支撐套的結(jié)構(gòu)比較典型，代表了一般支撐套的結(jié)構(gòu)形式，其加工工藝過(guò)程具有普遍性。 2）支承套在加工前，要進(jìn)行人工時(shí)效處理，以 消除鑄件內(nèi)應(yīng)力。加工時(shí)應(yīng)注意夾緊位置，夾緊力大小及輔助支承的合理使用主，防止零件的變形。 3)支撐套底面上的 4-M6mm 孔的加工，采用同一鉆模，均按外形找正，這樣可保證孔的位置精度要求。 4）外圓表面采用車(chē)削方法可完成粗、半精加工，其加工可安排磨削加工。 5）內(nèi)圓表面根據(jù)其直徑可分別采用鉆 -擴(kuò) -鉸及鏜削加工。對(duì)于花鍵孔可采用拉削方法進(jìn)行加工。 6）端面的加工可采用車(chē)削完成，端部開(kāi)槽可采用銑削方法完成。 （ ）油缸（ ）氣缸套（ ）軸承襯套（ ）鉆套（ ）滑動(dòng)軸承（ ）滑動(dòng)軸承圖 3.1 套筒零件 4 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1 確定毛坯的制造形式 套筒零件毛坯的選擇與其材料、結(jié)構(gòu)、尺寸及生產(chǎn)批量有關(guān)?？?徑小的套筒，一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實(shí)心鑄件；孔徑較大的套筒，常選擇無(wú)縫鋼管或帶孔的鑄件、鍛件；大量生產(chǎn)時(shí)，可采用冷擠壓和粉未冶金等先進(jìn)的毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率，又節(jié)約材料。 支撐套工作時(shí)要承受很大的轉(zhuǎn)矩及變形的彎曲硬力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及磨損，要求材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性，由支撐套的形狀相對(duì)比較復(fù)雜，而且它只是用來(lái)起連接作用和支撐作用，查閱機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.2-2.3，考慮到灰鑄鐵容易成形，切削性能、強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好且價(jià)格低廉，而且一般零件的材料大都采 用鑄鐵，故選用牌號(hào)為 HT200 的灰鑄鐵。 表 4-1 HT200 的力學(xué)性能 牌號(hào) 抗壓強(qiáng)度 /MPa 抗剪強(qiáng)度 /MPa 彈性模量 /GPa 疲勞極限 /MPa HT200 588 785 243 78 108 88 108 支撐套的毛坯：此零件屬中批生產(chǎn)，故采用鑄造毛坯。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 套筒類零件主要技術(shù)是內(nèi)外圓的同軸度，選擇定位基準(zhǔn)和裝夾方法時(shí)，應(yīng)考慮在一次裝夾中盡可能完成各主要表面的加工，或以內(nèi)孔和外圓互為基準(zhǔn)反復(fù)加工以逐步提高其精度，同時(shí)，由于套類零件壁薄、剛性差，選擇裝夾方法、定位元 件和夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要特別注意防止工件變形。 1）以外圓或內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)一次安裝，完成主要表面的加工 這種方法可消除定位誤差對(duì)加工精度的影響，能保證一次裝夾加工出的各表面間有很高的相互位置精度。但它要求毛坯留有夾持部位，等各表面加工好后再切掉，造成了材料浪費(fèi)。故多用于尺寸較小的軸套零件車(chē)削加工中。 2）以內(nèi)孔為精基準(zhǔn)用心軸裝夾 這種方法在生產(chǎn)實(shí)踐中用途較廣，且以孔為定位基準(zhǔn)的心軸類夾具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性較好、易于制造，在機(jī)床上裝夾的誤差較小，這一方法特別適合于加工小直徑深孔套筒零件，對(duì)于較長(zhǎng)的套筒零件，可用帶中心孔 的“堵頭”裝夾。 3）以外圓為精基準(zhǔn)使用專用夾具裝夾 當(dāng)套筒零件內(nèi)孔的直徑太小不適于作定位基準(zhǔn)時(shí)，可先加工外圓，再以外圓為精基準(zhǔn)，用卡盤(pán)夾緊加工內(nèi)孔。這種裝夾方法，迅速可靠，能傳遞較大的扭矩。但是，一般的卡盤(pán)定位誤差較大，加工后內(nèi)外圓的同軸度較低。常采用彈性膜片卡盤(pán)、液性塑料夾頭或高精度三爪自定心卡盤(pán)等定心精度高的專用夾具，以滿足較高的同軸度要求。 4.2.1 精基準(zhǔn)的選擇 大批量生產(chǎn)的支承套，通常以底平面和內(nèi)孔花鍵為精基準(zhǔn)。這種定位方式很簡(jiǎn)單地限制了工件六個(gè)自由度，定位穩(wěn)定可靠；在一次安裝下，可以加 工除定位面以外的所有五個(gè)面上的孔或平面，也可以作為從粗加工到精加工的大部分工序的定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn) “ 基準(zhǔn)統(tǒng)一 ” 原則，此外，這種定位方式夾緊方便，工件的夾緊變形?。灰子趯?shí)現(xiàn)自動(dòng)定位和自動(dòng)夾緊，且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。 4.2.2 粗基準(zhǔn)的選擇 加工支承套底平面時(shí)，取要加工的面得對(duì)稱面為粗基準(zhǔn)，符合工作表面間相互位置要求原則。這樣可以保證對(duì)合面加工后凸緣的厚薄較為均勻，減少的變形。 4.3 切削用量的選擇原則 4.3.1 粗加工時(shí)切削用量的選擇 粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大。因此，選擇粗加工的 切削用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。 1）切削深度的選擇 粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量太大，一次切不完時(shí)，才考慮幾次走刀。 2）進(jìn)給量的選擇 粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來(lái)確定。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度 、工件的直徑和長(zhǎng)度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。 3）切削速度的選擇 粗加工時(shí)，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削速率，在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。 4.3.2 精加工時(shí)切削用量的選擇 精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。 1） 切削深度的選擇 精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時(shí)，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。 2）進(jìn)給量的選擇 精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。 3）切削速度的選擇 切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開(kāi)積 屑瘤產(chǎn)生的范圍。 4. 4 擬定零件加工的工藝路線 擬定工藝路線的出發(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)和生產(chǎn)類型已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序