齒爪式21窄機體加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計

PAGEI四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院SichuanVocationalandTechnical畢業(yè)設(shè)計（論文）題目齒爪式21窄機體加工工藝及（鉆孔）夾具設(shè)計所屬系部機械工程系所屬專業(yè)機械設(shè)計與制造所屬班級學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師起訖日期2012.09—2013.04PAGE2摘要齒爪式21窄機體零件零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計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孔系加工精度。基準(zhǔn)選擇以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以頂面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個加工過程均選用組合機床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計要求。本文是對齒爪式21窄機體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對零件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計鉆孔夾具。全套設(shè)計加197216396或401339828關(guān)鍵詞：齒爪式21窄機體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具PAGE8Abstract21doublerotorbodypartspartsofthemainplaneofthesurfaceandporesystem.Ingeneral,theplaneguaranteeprocessingprecisionthanthatofholesmachiningprecisioneasy.Therefore,thisdesignfollowsthesurfaceafterthefirstholeprinciple.Planewithholesandtheprocessingclearlydividedintoroughingandfinishingstagesofholestoensuremachiningaccuracy.Datumselectiontothegearboxinputshaftandtheoutputshaftofthesupportingholeasaroughbenchmark,withtopwithtwoholesasaprecisiontechnologyreference.Mainprocessesarrangementstosupportholesforpositioningandprocessingthetopplane,andthenthetopplaneandthesupportingholelocationholeprocessingtechnology.Inadditiontothefollow-upprocessesindividualprocessesaremadeofthetopplaneandtechnologicalholelocationholeandplaneprocessing.Supportedholeprocessingusingthemethodofcoordinateboring.Thewholeprocessofprocessingmachinecombinationswereselected.Selectionofspecialfixturefixture,clampingmeansmorechoiceofpneumaticclamping,clampingreliable,institutionscannotbelocked,sotheproductionefficiencyishigh,suitableforlargebatch,lineprocessing,canmeetthedesignrequirements.Thisarticleisonthe21doublerotorbodypartsprocessingapplicationandprocessingtechnologyandanalysis,includingthepartsoftheplan,thechoiceofblank,theclamping,thecraftroutemaking,toolselection,thedeterminationofcuttingconditions,processingdocuments.Choosethecorrectprocessingmethods,designthereasonableprocess.Inadditiontothepartsofthetwoprocessdesigningspecialfixture.Machinetoolfixtureofmanykinds,amongthem,themostwidelyusedcommonfixture,sizespecificationshavebeenstandardized,andaprofessionalproductionplant.Whilewidelyusedinbatchproduction,speciallyforaworkpieceprocessingservicesforthefixture,itneedseachfactoryaccordingtoworkpiecemachiningtechnologytodesignandmanufacture.Inthispaper,thefixturedesignisthemaincontentofthedesigntruckcenterholeclamp.Keywords:21doublerotorbody,processingtechnology,processingmethod,processdocumentation,fixture目錄摘要 2Abstract 31序言 62零件的分析 82.1零件的工藝分析 83零件的工藝要求 83工藝規(guī)程設(shè)計 93.1加工工藝過程 93.2確定各表面加工方案 93.2.1影響加工方法的因素 93.3加工方案的選擇 103.3確定定位基準(zhǔn) 103.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 103.2.1精基準(zhǔn)選擇的原則 113.4工藝路線的擬訂 113.4.1工序的合理組合 123.4.2工序的集中與分散 123.4.3加工階段的劃分 133.4.4加工工藝路線方案的比較 133.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 153.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 153.5.2零件的偏差計算 163.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 173.7時間定額計算及生產(chǎn)安排 204鉆孔夾具設(shè)計 224．1研究原始質(zhì)料 224．2定位基準(zhǔn)的選擇 224．3切削力及夾緊力的計算 224．4誤差分析與計算 234.5零、部件的設(shè)計與選用 244.5.1定位銷選用 244.5.2夾緊裝置的選用 244.5.3鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 254．6夾具設(shè)計及操作的簡要說明 26總結(jié) 27參考文獻(xiàn) 28致謝 29

1序言齒爪式21窄機體零件是機器或部件的基礎(chǔ)零件，它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體，使這些零件保持正確的相對位置，彼此能協(xié)調(diào)地工作。因此，殼類零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質(zhì)量，而其決定因素就是如何保證在對殼類零件進行加工時能夠獲得足夠的精度要求，從而轉(zhuǎn)化為機械加工時機床的加工精度，以及夾具是否可靠[1]。夾具是機械制造過程中最常用的一種工藝裝備。在機械制造過程中，它裝在機床上，使工件相對刀具與機床保待正確的位置，并能承受切削力。夾具的主要作用是保證加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、擴大機床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全，因此，機床夾具在機械制造中占有很重要的地位。采用的機床夾具設(shè)計方法設(shè)計整體式殼類零件，設(shè)計過程可以在簡潔、明了的三維操作界面中進行，減少重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動生成夾具零件及裝配體的三維實體圖和二維工程圖。這種設(shè)計方法不僅可以把夾具設(shè)計技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計勞動中解脫出來，更可縮短夾具的開發(fā)周期，提高其設(shè)計制造水平和質(zhì)量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產(chǎn)率得到提高[6]。計算機輔助機床夾具設(shè)計是利用計算機輔助設(shè)計CAD技術(shù)來完成夾具設(shè)計的先進方法。由于夾具種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計過程涉及控制條件多，因此，用于夾具設(shè)計的專業(yè)軟件甚少，目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計完全數(shù)字化。目前，計算機輔助夾具設(shè)計一般是采用二維CAD軟件進行。采用二維CAD軟件進行夾具設(shè)計，可以提高設(shè)計效率和質(zhì)量，但是其缺點是設(shè)計人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實體化；再選擇或設(shè)計合適的定位、夾緊等元件和裝置；接下來將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實體，用二維圖表示，完成夾具的設(shè)計。在設(shè)計過程中，思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換，最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配圖。這對夾具設(shè)計質(zhì)量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個基于特征的參數(shù)化實體建模設(shè)計工具，該軟件完全采用Windows圖形用戶界面，易學(xué)易用。借助3D軟件平臺，可以創(chuàng)建三維實體模型；編輯零件裝配體并進行簡單的運動仿真；利用它的動畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運動過程的動畫文件。計算機輔助設(shè)計（CAD）的功能在于能協(xié)助設(shè)計者完成產(chǎn)品設(shè)計各階段的工作。本文針對機床夾具進行計算機輔助設(shè)計，借助3D軟件平臺，將設(shè)計時所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立實體模型庫；對于非標(biāo)準(zhǔn)零件，采用交互方式建模方法直接在設(shè)計平臺建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫。采用二維CAD軟件進行設(shè)計，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端?，F(xiàn)在，大量三維實體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、SoIidedge等，推動了設(shè)計領(lǐng)域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實體模型，還可利用設(shè)計出三維模型進行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機構(gòu)分析、動態(tài)干涉檢查、動力學(xué)分析、強度分析等，并且與其它軟件配合可進行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計的復(fù)雜性、高精度性等特點．采用了易學(xué)易懂的3D三維實體造型軟件來實現(xiàn)設(shè)計過程。采用基于3D的機床夾具設(shè)計方法后，設(shè)計者在新的夾具設(shè)計時不需對標(biāo)準(zhǔn)零件進行建模，直接從標(biāo)準(zhǔn)零件庫選擇或調(diào)用即可。設(shè)計過程在簡潔、明了的三維操作界面中進行，減少了重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動生成夾具零件及裝配體的三維實體圖和二維工程圖。這種設(shè)計方法不僅可以把夾具設(shè)計技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計勞動中解脫出來，更可縮短夾具的開發(fā)周期，提高其設(shè)計制造水平和質(zhì)量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產(chǎn)率得到提高[6]。2零件的分析2.1零件的工藝分析齒爪式21窄機體是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有齒爪式21窄機體小端面端要求加工，對精度要求也很高。零件的底面、中心孔Φ250孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其中心孔Φ250孔有同軸度公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。3零件的工藝要求一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。圖2.1零件零件圖該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小頭孔、小孔。=1\*GB2⑴以平面為主有：=1\*GB3①零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是；=2\*GB3②齒爪式21窄機體小端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。=2\*GB2⑵孔系加工有：=1\*GB3①Φ125粗、精鏜加工，其表面粗糙度為；=2\*GB3②Φ47的小孔鉆鉸加工，零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。上面主要是對零件零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準(zhǔn)備。3工藝規(guī)程設(shè)計3.1加工工藝過程由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以各尺寸精度。由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2確定各表面加工方案一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機床。3.2.1影響加工方法的因素=1\*GB2⑴要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。=2\*GB2⑵根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。=3\*GB2⑶要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。=4\*GB2⑷要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。=5\*GB2⑸此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車——半精車——淬火——精車。3.3加工方案的選擇=1\*GB2⑴由參考文獻(xiàn)[3]表2.1～12可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。=2\*GB2⑵由參考文獻(xiàn)[3]表2.1～11確定，Φ125和Φ47孔的表面粗糙度要求為6.3，則選擇孔的加方案序為：粗鏜——精鏜。Φ47孔的表面粗糙度要求為6.3，則選擇孔的加方案序為：粗車——精車。=4\*GB2⑷Φ10、Φ8的小孔鉆鉸孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。=5\*GB2⑸小頭端面的加工方法是：因孔兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑——精銑。3.3確定定位基準(zhǔn)3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：=1\*GB2⑴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\*GB2⑵選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機床床身導(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\*GB2⑶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\*GB2⑷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)，必要時需經(jīng)初加工。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。3.2.1精基準(zhǔn)選擇的原則=1\*GB2⑴基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。=2\*GB2⑵基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。=3\*GB2⑶互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用的孔為加工基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。3.4工藝路線的擬訂對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。3.4.1工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：=1\*GB2⑴工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。=2\*GB2⑵工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%～1.1%蘇打及0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。3.4.2工序的集中與分散制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。=1\*GB2⑴工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。=2\*GB2⑵工序分散的特點工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。3.4.3加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：=1\*GB2⑴粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11～I(xiàn)T12。粗糙度為Ra80～100μm。=2\*GB2⑵半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9～I(xiàn)T10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm。=3\*GB2⑶精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。3.4.4加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂三個加工工藝路線方案。方案一：1、鑄造2、時效處理3、銑底面4、鉆底面孔4XΦ105、粗鏜半精鏜Φ250孔，留余量1mm，半精鏜內(nèi)端面6、精鏜Φ250孔,達(dá)到尺寸公差要求7、粗車，精車Φ47孔，達(dá)到尺寸公差要求8、鉆Φ70外端面各孔并攻絲9、鉆Φ70內(nèi)端面各孔并攻絲10、終檢11、清洗入庫方案二：1、鑄造2、時效處理3、鉆底面孔4XΦ104、銑底面5、粗鏜半精鏜Φ250孔，留余量1mm，半精鏜內(nèi)端面6、精鏜Φ250孔,達(dá)到尺寸公差要求7、粗車，精車Φ47孔，達(dá)到尺寸公差要求8、鉆Φ70外端面各孔并攻絲9、鉆Φ70內(nèi)端面各孔并攻絲10、終檢11、清洗入庫方案三：1、鑄造2、時效處理3、銑底面4、鉆底面孔4XΦ105、粗鏜半精鏜Φ250孔，留余量1mm，半精鏜內(nèi)端面6、精鏜Φ250孔,達(dá)到尺寸公差要求7、鉆Φ70外端面各孔并攻絲8、鉆Φ70內(nèi)端面各孔并攻絲9、粗車，精車Φ47孔，達(dá)到尺寸公差要求10、終檢11、清洗入庫加工工藝路線方案的論證：=1\*GB2⑴從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。=2\*GB2⑵再看后面的鏜孔、銑孔工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在兩個不同的工序中，而方案Ⅱ都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設(shè)計專用夾具時也可以減少工件的安裝次數(shù)。方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔磨孔后再鉆各凸臺面小孔。這樣鉆孔后導(dǎo)致孔內(nèi)的粗糙度受到影響。方案1中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。由以上分析：方案1為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：方案一：1、鑄造2、時效處理3、銑底面4、鉆底面孔4XΦ105、粗鏜半精鏜Φ250孔，留余量1mm，半精鏜內(nèi)端面6、精鏜Φ250孔,達(dá)到尺寸公差要求7、粗車，精車Φ47孔，達(dá)到尺寸公差要求8、鉆Φ70外端面各孔并攻絲9、鉆Φ70內(nèi)端面各孔并攻絲10、終檢11、清洗入庫3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件的鍛造采用的是HT150鑄造制造，其材料是HT150，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求零件為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求：=1\*GB2⑴由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。=2\*GB2⑵為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。=3\*GB2⑶鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。=4\*GB2⑷鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。=5\*GB2⑸工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。=6\*GB2⑹便于裝夾、加工和檢查。=7\*GB2⑺結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。3.5.2零件的偏差計算=1\*GB2⑴零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表11～19。其余量值規(guī)定為2-3mm，現(xiàn)取3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。又由參考文獻(xiàn)[4]表11～19可得鑄件尺寸公差為。毛坯的名義尺寸為：毛坯最小尺寸為：毛坯最大尺寸為：粗銑后最大尺寸為：粗銑后最小尺寸為：精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度15d8。=2\*GB2⑵大小頭孔的偏差及加工余量計算參照參考文獻(xiàn)[3]表3～2，3～25,2.3～13和參考文獻(xiàn)[15]表1～8，可以查得：孔：鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是?？爪?7、Φ125粗鏜孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。精鏜孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。根據(jù)工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴、鉸三個工序，而大頭孔加工分為粗鏜、精鏜二個工序完成，各工序余量如下：鉆孔Φ10參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3～47，表2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為：加工該孔的工藝是：鉆——擴——鉸鏜孔Φ125加工該孔的工藝是：粗鏜——精鏜3.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序1：銑底面。機床：臥式銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：，，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：=3mm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，?。焊鶕?jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度每齒進給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81,取切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：機動時間：所以該工序總機動時間工序2：鉆底面4XΦ10切削深度：進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.39，取切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工序5：粗鏜半精鏜Φ250孔，留余量1mm，半精鏜內(nèi)端面機床：鏜床T68刀具：高速鋼刀具（1）粗鏜孔切削深度：進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.66，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間：工序3：鉆Φ70外端面各孔并攻絲機床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。=1\*GB2⑴鉆孔切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取所以實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：=2\*GB2⑵擴孔刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。片型號：E403切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～52，取。切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～53，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取所以實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度有：刀具切出長度：，取走刀次數(shù)為1機動時間：工序10：端面上螺孔攻絲機床：組合攻絲機刀具：釩鋼機動絲錐進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度：由工序4可知：走刀次數(shù)為1機動時間：工序15：小端面上螺孔攻絲機床：組合攻絲機刀具：釩鋼機動絲錐進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度：由工序2可知：走刀次數(shù)為1機動時間：3.7時間定額計算及生產(chǎn)安排根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，該零件的年產(chǎn)量為5000件。一年以240個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于21件。設(shè)每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于22.8min。參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5～2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為：（大量生產(chǎn)時）因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為：其中：—單件時間定額—基本時間（機動時間）—輔助時間，用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值=1\*GB2⑴粗、精銑面粗加工機動時間：精加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5～45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為，則：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5～48，單間時間定額有：因此應(yīng)布置二臺粗、精機床即可以完成此二道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。=2\*GB2⑵鉆、擴、鉸孔機動時間：輔助時間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5～41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為，則：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5～43，單間時間定額：因此應(yīng)布置一臺機床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求=3\*GB2⑶粗、精鏜孔粗鏜孔：機動時間：輔助時間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5～37，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為，則：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5～39，。單間時間定額有：因此應(yīng)布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。精鏜孔到要求尺：機動時間：輔助時間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5～37，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為，則：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5～39，。單間時間定額：因此應(yīng)布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。=5\*GB2⑸鉆各小孔機動時間：輔助時間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5～41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為，則：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5～43，。單間時間定額，由式（1.11）有：因此應(yīng)布置一臺機床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求4鉆孔夾具設(shè)計4．1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆圓周面上孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4．2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：在對槽進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔進行了鉆、擴、鉸加工，圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制5個自由度。4．3切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：臺式鉆床Z4006A，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻(xiàn)[5]查表可得：切削力公式：式中查表得：其中：即：實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得：有：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表可得：所以由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。取，，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：其中：螺旋夾緊力：由上述計算易得：因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。4．4誤差分析與計算該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為12.5。該孔次性加工即可滿足要求。由參考文獻(xiàn)[5]可得：=1\*GB2⑴兩定位銷的定位誤差：其中：，，，且：L=135mm，得⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：4.5零、部件的設(shè)計與選用4.5.1定位銷選用本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如表6.1和6.2：表6.1可換定位銷dHD公稱尺寸允差14～181615～0.01122514M124表6.2固定棱形銷dHd公稱尺寸允差40～502022+0.034～0.02365538夾緊裝置的選用該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表6.3：表6.3移動壓板公稱直徑L645208196.67M654.5.3鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。圖6.1可換鉆套鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.4：表6.4鉆套dHD公稱尺寸允差61212+0.018+0.007221810490.518襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖6.2固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.5：表6.5固定襯套dHDC公稱尺寸允差公稱尺寸允差12+