移動(dòng)輪座的加工工藝及鉆4-Φ5孔專用夾具設(shè)計(jì)

1、 成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱：移動(dòng)輪座的加工工藝及鉆4-5孔專用夾具設(shè)計(jì) 系 （分院） 裝備制造學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 學(xué)年第 一 學(xué)期目 錄一、前言2二、零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的工藝分析3三、毛坯的確定4四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)54.1 基面的選擇54.2 加工工藝路線的確定64.3 主要工序的加工余量和工序尺寸的確定64.4 切削用量及切削時(shí)間的確定7五、夾具設(shè)計(jì)85.1 問(wèn)題的提出85.2 設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇85.3 定位方案的確定85.4 夾緊方案的確定95.5 夾緊力和切削力的計(jì)算95.6 定位誤差分

2、析105.7 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要操作說(shuō)明10六、心得體會(huì)12七、致 謝12八、參考文獻(xiàn)13一、前言制造業(yè)是向國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門提供裝備的部門，是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)；裝備制造業(yè)的發(fā)達(dá)程度，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化階段的重要標(biāo)準(zhǔn)。而機(jī)床行業(yè)又是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)，是向傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)、電子信息技術(shù)工業(yè)以及其他加工工業(yè)提供加工裝備的部門，是“支柱的支柱”。振興裝備制造業(yè)，必須首先發(fā)展機(jī)床制造業(yè)。 車床是應(yīng)用最為廣泛機(jī)床之一。車床是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。車床除了用于車外圓外還能用于鏜孔，車端面、鉆孔和鉸孔，車床的多功能性可以使工件在一次定位安裝中完成多種

3、加工，提高了生產(chǎn)效率。是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是擺桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)，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，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與技能，獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，有助于學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能的進(jìn)一步提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的性能有著重要的影響。本課題討論的目的是通過(guò)分析零件的特點(diǎn)，論述了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題及其應(yīng)用范圍。二、零件的分析2.1 零件的作用題目給定的零件是移動(dòng)輪座，主要用于軸等圓

4、柱體的支撐作用,防止軸或者圓柱體徑向移動(dòng)。圖1 零件圖2.2 零件的工藝分析對(duì)零件進(jìn)行工藝分析的目的，一是根據(jù)圖紙審查零件的形狀結(jié)構(gòu)及尺寸精度、性能（包括物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能等）以及相對(duì)位置關(guān)系的過(guò)程、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工和裝配；是否符合實(shí)際。二是通過(guò)工藝分析，對(duì)零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解，以便制訂出合理的工藝規(guī)程。 該零件為批量生產(chǎn)的小型零件，在生產(chǎn)時(shí)要注意零件的：1.減少裝夾次數(shù)和工作行程次數(shù) 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工時(shí)的定位和夾緊，裝夾次數(shù)要少。2.便于加工 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用國(guó)標(biāo)數(shù)值，以便使用標(biāo)準(zhǔn)化刀具和量具。同時(shí)還注意退刀和進(jìn)刀，易于保證加工

5、精度要求，減少加工面積及難加工表面等。三、毛坯的確定毛坯的制造類型有很多種，例如鑄造、鍛造、沖壓、焊接等，確定毛坯的類型和生產(chǎn)形勢(shì)時(shí)，需要著重考慮以下幾點(diǎn)：1）選取合適的材料，分析零件的力學(xué)。一般情況下，選擇好了零件的材料，基本上就能確定零件毛坯的制造類型。鑄鐵材料的話，當(dāng)然是旋轉(zhuǎn)鑄造為制造類型；型材的材料話，力學(xué)要求低的話，直接選原材料即可。2）分析和確認(rèn)零件的形狀和加工尺寸。尺寸對(duì)毛坯的影響很大，要認(rèn)真考慮需要用的制造方法，鑄造適合復(fù)雜的零件，如果尺寸較大的零件，那么一般選用砂鑄的形式比較多了。3）如果是批量和大量生產(chǎn)的零件，精度要求比較高，那邊就需要選擇比較高的毛坯制造方法，以便減少材料

6、的消耗和降低后期加工費(fèi)用。4）在確認(rèn)毛坯的制造形式時(shí)，必須還有考慮實(shí)際的生產(chǎn)情況和生產(chǎn)條件，如果不適合企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)的話，可以考慮外協(xié)或者外購(gòu)的方式，應(yīng)當(dāng)組織地區(qū)專業(yè)化生產(chǎn)，以便統(tǒng)一管理毛坯。5）有可能的話，盡量使用新工藝和新材料來(lái)完成毛坯的制造，現(xiàn)在新材料的市場(chǎng)逐步發(fā)展，如果應(yīng)用新材料的話，可以大大減少后期的加工量，而且鑄造的精度越來(lái)越高，甚至到直接鑄造成型，經(jīng)濟(jì)性可想而知。確定了毛坯的預(yù)留余量之后，除了要將這個(gè)加工余量添加到零件圖相應(yīng)的尺寸位置之外，還需要綜合考慮下毛坯制造、熱處理工藝等多方面的因素影響。零件材料為ZG45，屬于大批生產(chǎn)，因此選用鑄造毛坯，鑄造方法為金屬型澆注。鑄件尺寸公差等

7、級(jí)采用CT9級(jí)。這樣，毛坯形狀與成品相似，加工方便，省工省料。四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1 基面的選擇在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，要全面考慮各個(gè)工位加工情況，達(dá)到三個(gè)目的：所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件的定位準(zhǔn)確，裝卸工件方便，能迅速完成工件的定位和夾緊，夾緊可靠，且?jiàn)A具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。所選定的基準(zhǔn)與各加工部位的各個(gè)尺寸運(yùn)算簡(jiǎn)單，盡量減少尺寸鏈計(jì)算，避免或減少計(jì)算環(huán)節(jié)和計(jì)算誤差。保證各項(xiàng)加工精度。在具體確定零件的定位基準(zhǔn)時(shí)，要遵循下列原則：a)盡量選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。在制定零件的加工方案時(shí)，首先要選擇最佳的精基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行機(jī)床設(shè)備加工。這就要求在粗加工時(shí)，考慮以怎樣的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)的各面加工出來(lái)，即機(jī)床設(shè)備上使用的

8、各個(gè)定位基準(zhǔn)應(yīng)在前面普通機(jī)床或機(jī)床設(shè)備工序中加工完成，這樣容易保證各個(gè)工位加工表面相互之間的精度關(guān)系，而且，當(dāng)某些表面還要靠多次裝夾或其他機(jī)床完成時(shí)，選擇與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相同的基準(zhǔn)定位，不僅可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，保證加工精度，且可簡(jiǎn)化程序編制。b)當(dāng)在機(jī)床設(shè)備上無(wú)法同時(shí)完成包括設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在內(nèi)的工位加工時(shí)，應(yīng)盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。同時(shí)還要考慮用該基準(zhǔn)定位后，一次裝夾就能夠完成全部關(guān)鍵精度部位的加工。為了避免精加工后的零件再經(jīng)過(guò)多次非重要的尺寸加工，多次周轉(zhuǎn)，造成零件變形、磕碰劃傷，在考慮一次盡可能完成多的加工內(nèi)容(如螺孔，自由孔，倒角，非重要表面、刀具檢查等)的同時(shí)，一般將機(jī)床設(shè)

9、備上完成的工序安排在最后。c)當(dāng)在機(jī)床設(shè)備上既加工基準(zhǔn)又完成各工位的加工時(shí)，其定位基準(zhǔn)的選擇需考慮完成盡可能多的加工內(nèi)容。為此，要考慮便于各個(gè)表面都被加工的定位方式，如對(duì)于箱體，最好采用一面兩銷的定位方式，以便刀具對(duì)其他表面的加工。d)當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)難以重合時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析裝配圖紙，確定該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)功能，通過(guò)尺寸鏈的計(jì)算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的形位公差范圍，確保加工精度。4.2 加工工藝路線的確定擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等

10、技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線用來(lái)表示企業(yè)產(chǎn)品在企業(yè)的一個(gè)加工路線(加工順序)和在各個(gè)工序中的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)的定額情況。是一種計(jì)劃管理文件，不是企業(yè)的工藝文件，不能單純的使用工藝部門的工藝卡來(lái)代替。工藝卡主要是用來(lái)指定工人在加工過(guò)程中的各種操作要求和工藝要求，而工藝路線則強(qiáng)調(diào)加工的順序和工時(shí)定額情況，主要用來(lái)進(jìn)行工序排產(chǎn)和車間成本統(tǒng)計(jì)。制定的工藝路線如下：表 1工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容1銑粗銑、精銑底端面2銑銑高度10mm的兩端面3銑銑86x25的四周端面4鉆鉆4-5的孔5銑銑寬度22

11、、17、4的三個(gè)槽6銑銑寬度10頂端面，倒角7鉆鉆8、10的孔8檢驗(yàn)去毛刺，檢驗(yàn)9入庫(kù)入庫(kù)4.3 主要工序的加工余量和工序尺寸的確定表 2序號(hào)加工表面加工內(nèi)容加工余量毛坯尺寸備注1底端面103mm162頂端面103mm163孔5、8、10實(shí)心鑄造4槽22、17、4mm槽1.5mm13mm5四周面86x253mm92x314.4 切削用量及切削時(shí)間的確定工序：鉆4-5的孔進(jìn)給量f：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 表28-13，取f=0.08mm/r鉆削速度v：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表28-13，取v=15m/min機(jī)床主軸速度：參考Z525機(jī)床的說(shuō)明表，取=630r/min實(shí)際鉆削速度：每分進(jìn)給量：鉆孔深度

12、：l=3mm刀具切入長(zhǎng)度：由機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表28-42得： 刀具切出長(zhǎng)度：取2mm機(jī)動(dòng)時(shí)間：由機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表28-42得：五、夾具設(shè)計(jì)5.1 問(wèn)題的提出本夾具主要用于鉆4-5孔，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。5.2 設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)一套鉆孔的專用夾具。選用Z525立式鉆床（如下圖）更合理。它適用于各種零件的鉆孔、擴(kuò)孔、絞孔、锪平面及攻絲加工，操作簡(jiǎn)單，夾具一次裝夾就可加工所有孔。圖2 立式鉆床5.3 定位方案的確定擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終

13、加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。我們選用的夾具主要被用在立式鉆床，根據(jù)上述原則選擇底端面作為加工基準(zhǔn)。任何物體在空間上確定位置需要限制6個(gè)自由度，分別是3個(gè)移動(dòng)自由度和3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。對(duì)于鉆孔夾具，用支承板限制1個(gè)移動(dòng)自由度和2個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，支撐釘限制1個(gè)移動(dòng)自由度和1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，另外一個(gè)面的支撐釘限制1個(gè)移動(dòng)自由度。這樣空間的6個(gè)自由度就全部限制了，工件完全定位。5.4 夾緊方案的確定設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原

14、則：工件不移動(dòng)原則；工件不變形原則；工件不振動(dòng)原則；安全可靠原則；經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則； 分析裝配圖，可以看出來(lái)零件在水平的方向右移動(dòng)趨勢(shì)，選擇這個(gè)位置進(jìn)行夾緊，就可以滿足零件的夾緊。通過(guò)夾具裝配圖可以看出，我們?cè)诹慵挠覀?cè)方向上，采用壓塊、壓緊螺釘?shù)仍谶@個(gè)方向夾緊。圖3 夾緊機(jī)構(gòu)5.5 夾緊力和切削力的計(jì)算在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過(guò)程。工件定位以后需要通過(guò)一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過(guò)程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。由于本道工序主

15、要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊(cè)得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。5.6 定位誤差分析本工序選用的工件以端面定位，在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下。式中 定位副間的最小配合間隙（mm）； 工件公差（mm）； 直徑公差（mm）。5.7 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要操作說(shuō)明夾具的作用就是為了提高生產(chǎn)力，方便有效的提高生產(chǎn)效率，零件完成定位

16、，擰緊壓緊螺釘?shù)耐瑫r(shí)帶動(dòng)壓塊壓緊零件，然后進(jìn)行零件的加工。加工完成后，松動(dòng)壓緊螺釘，壓塊松動(dòng)后，取出零件即可。圖4 夾具裝配圖六、心得體會(huì)這次課程設(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(cè)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(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，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課程設(shè)計(jì)。七、致 謝這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)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(lì)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(wú)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(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。八、參考文獻(xiàn)1 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年2 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年3 機(jī)床夾具設(shè)