本科畢業(yè)設(shè)計論文本科畢業(yè)設(shè)計論文 題題 目目 叉形件工藝及銑床夾具設(shè)計 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 程龍飛 指導(dǎo)教師 鄧修瑾 畢業(yè)時間 2014-06 畢業(yè) 任務(wù)書 一、題目 叉形件的加工工藝及銑床夾具的設(shè)計 二、指導(dǎo)思想和目的要求 通過對本課題的研究和訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識和 專業(yè)知識解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生正確運(yùn)用工程運(yùn)算和使用技術(shù)文 獻(xiàn)、 規(guī)格資料的能力； 培養(yǎng)學(xué)生掌握工藝過程設(shè)計和工藝裝備設(shè)計等的設(shè)計方法； 培養(yǎng)學(xué)生簡明精確地表達(dá)設(shè)計思想的能力以及制圖和寫論文等的能力。 使學(xué)生熟 練應(yīng)用相關(guān)軟件進(jìn)行工程設(shè)計與分析，建立工藝文件；培養(yǎng)學(xué)生探求未知、開拓 創(chuàng)新的科學(xué)精神和從事工程實(shí)踐的基本能力。 通過畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生初步掌握工程技術(shù)的設(shè)計能力、解決問題的能力。 三、主要技術(shù)指標(biāo) 1、 對指定的零件圖進(jìn)行構(gòu)造分析和工藝分析，并繪制零件圖； 2、 制定工藝路線； 3、 編制全部工藝規(guī)程； 4、 設(shè)計銑床夾具，用 AutoCAD 繪圖，對所設(shè)計的專用夾具進(jìn)行精度分析； 5、 撰寫說明書（論文）。 四、進(jìn)度和要求 1、分析并繪制叉形件零件圖 1 周 2、工藝路線及編制工藝規(guī)程 4 周 3、設(shè)計工藝裝備（銑床夾具） 3 周 4、編寫說明書（論文） 2 周 5、評閱 ，答辯 1 周 五、主要參考書及參考資料 1 李益民機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 2 宋寶玉. 簡明機(jī)械設(shè)計手冊. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2008 年 8 月 3 閻光明,侯忠濱，張云鵬現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)西安：西北工業(yè)大學(xué)出版 社2007 4 趙家齊機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005 5 韓進(jìn)宏互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)北京：北京大學(xué)出版社2006 6 鄧文英,郭曉鵬金屬工藝學(xué)北京：高等教育出版社2008 7 郭紀(jì)林,余桂英.機(jī)械制圖.北京：清華大學(xué)出版社.2004 8 羅洪濤,萬征.中文 AutoCAD2007 機(jī)械設(shè)計教程.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版 設(shè)計 論文 社.2007 9 施平.機(jī)械工程專業(yè)英語教程.北京：電子工業(yè)出版社.2009 學(xué)生 程龍飛 指導(dǎo)教師 鄧修瑾 系主任 魏生民 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 I 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是叉形件加工工藝及夾具設(shè)計。叉形件是飛機(jī)液壓助力 器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一， 在產(chǎn)品的某組件中內(nèi)孔 10 和外圓 9 與叉形件 組件中的外圓和內(nèi)孔配合，起到一個連接的作用。 主要的設(shè)計思路是：分析零件特點(diǎn)及擬訂合理的工藝規(guī)程，依據(jù)工藝規(guī)程設(shè) 計，選擇機(jī)床和設(shè)計合理的夾具。在機(jī)械加工中如果能廣泛地使用夾具，就能極 大的節(jié)省加工時的輔助時間，以減輕工人的勞動量，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動生產(chǎn) 率。 設(shè)計夾具一般先對原始材料進(jìn)行分析，明確設(shè)計要求和意圖，然后提出具 體的定位、 夾緊、 對刀方案和夾具體的一般結(jié)構(gòu)。 本文采用六點(diǎn)定位的定位方法， 夾緊螺釘與雙向壓板組合的夾緊方法，為保證設(shè)計的可靠性，還對夾具的精度進(jìn) 行了分析。 本次畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐之后的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)， 通過 本次設(shè)計對所學(xué)專業(yè)課程的理論加以綜合并增加生產(chǎn)實(shí)踐知識，經(jīng)過實(shí)際訓(xùn)練， 從而培養(yǎng)和提高個人獨(dú)立工作的能力。鞏固與擴(kuò)充了相關(guān)課程內(nèi)容，掌握其設(shè)計 的方法和步驟。在設(shè)計中查閱了大量的機(jī)械書籍，在此過程中鍛煉并提高了機(jī)械 設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊；熟悉機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及其 它有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并在設(shè)計中加以貫徹，對今后的工作與學(xué)習(xí)打下了堅實(shí)的 基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：叉形件，工藝規(guī)程，機(jī)床夾具 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 II ABSTRACT This graduation design topic is Y-piece processing and milling fixture design. Y-piece is one of the main components of aircraft hydraulic actuators in the booster, a component within the product and cylindrical hole 10 9 and Y-piece assembly with the outer and inner hole, played the role of a connection . The main design way of thinking BE: the feature of the parts is analyzed so as to plan the reasonable process and select the corresponding machine and jig. Machined parts if they can widely used fixture, you can greatly save the auxiliary time when the processing in order to reduce the amount of labor of workers, improve product quality and labor productivity. Design fixture first general analysis of the raw materials, design requirements and intentions clear, and then propose specific positioning, clamping programs and folders specific general structure of the knife. In this paper, six oclock positioning, clamping the clamping bolts and two-way plate combination in order to ensure the reliability of the design, but also on the accuracy of the fixture. This graduation design is profession course of theories study and after practice of the last teaching link, pass this design to learn profession course of the theories take in to synthesize and increase produce to practice knowledge, pass by training of machine design, develop and raise thus personal independence work of ability. Make stronger and enlarged the related course contents. Control the method and step of its design. Checked a great deal of machine book in the design, toughen in this process and raised the basic technical ability of machine design, such as calculation, paint, check design data and manual; Acquaint with standard and other of the machine design relevant of standard and norm, and take in to carry through in the design, to aftertimes work and study beat under solid foundation. KEY WORDS: Y-piece , Process planning, Machine tool fixtures 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 III 目錄 前前 言言 4 第一章第一章 零件的分析零件的分析 5 1.1零件的作用 . 5 1.2 零件的結(jié)構(gòu)與工藝分析 5 第二章第二章 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計 7 2.1 確定毛坯的制造形式. 7 2.2 基準(zhǔn)的選擇 7 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 . 7 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 . 7 2.3 加工階段的劃分. 8 2.3.1 零件加工階段的劃分 . 8 2.3.2.工序的集中與分散. 8 2.4.制定工藝路線及方案 8 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定 . 10 2.6 尺寸鏈的計算 10 第三章第三章 銑床夾具設(shè)計銑床夾具設(shè)計 . 12 3.1 裝夾方案的確定 13 3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 13 3.1.2 裝夾方案 13 3.2 夾具設(shè)計及解析 14 3.2.1.夾具精度分析 15 3.2.2夾具設(shè)計及操作的簡要說明. 17 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 18 致致 謝謝 . 19 畢業(yè)設(shè)計小結(jié)畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 20 附附 錄錄 . 21 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 4 前 言 機(jī)械制造加工工藝與機(jī)床夾具設(shè)計主要是對零件的加工工藝設(shè)計和針對某 個工序進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，從零件的工藝來說，它主要是分析零件在進(jìn)行加工 時應(yīng)注意什么問題，采用什么方法和工藝路線加工才能更好地保證精度，提高勞 動生產(chǎn)效率。就專用夾具而言，好的夾具設(shè)計可以提高生產(chǎn)效率，精度，降低成 本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的適用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率， 降低成本。在本次設(shè)計中，就針對叉形件的工藝進(jìn)行分析，制定和比較加工工藝 路線， 選擇一種較好的加工工藝路線進(jìn)行加工，并對叉形件的槽 8.4mm 進(jìn)行專用 夾具的設(shè)計， 在這過程， 對夾具的定位誤差和精度進(jìn)行分析計算。 通過這次設(shè)計， 培養(yǎng)了編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計能力， 這也是在進(jìn)行畢業(yè)之前對所 學(xué)課程進(jìn)行最后一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此， 它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低成本的重要 手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度，加工操作，生產(chǎn)安全，技術(shù)檢測和健全 勞動組織的重要依據(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，然而夾具又是制造系統(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)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品加 工精度，降低生產(chǎn)成本等。 畢業(yè)設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、 技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn) 行的。這是我們在畢業(yè)之前對所學(xué)各課程的基礎(chǔ)知識、研究能力、自學(xué)能力以及 綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)和檢驗(yàn)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，就我個人而言，我 希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己將來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練， 從中鍛煉 自己分析問題、解決問題的能力。 由于能力所限，設(shè)計中尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指正，謝謝。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 5 第一章 零件的分析 1.1零件的作用 叉形件零件是飛機(jī)液壓助力器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一。從整體上來看， 飛機(jī)液壓助力器是安裝在飛機(jī)副翼操縱機(jī)構(gòu)中或方向舵操縱系統(tǒng)中， 用于不可逆 的液壓助力器操縱。當(dāng)飛機(jī)液壓系統(tǒng)損壞或壓力下降時，液壓助力器外筒左右兩 腔溝通，即助力器當(dāng)一拉桿使用，以實(shí)現(xiàn)人力應(yīng)急操縱。每架飛機(jī)上裝有兩臺液 壓助力器。分別操縱左右副翼或方向舵。 叉形件零件在產(chǎn)品中內(nèi)孔10H7 和外圓9h6 與叉形件組件中的外圓和內(nèi) 孔配合，起到一個連接的作用。 1.2 零件的結(jié)構(gòu)與工藝分析 圖 1-1 叉形件零件圖 從叉形件的結(jié)構(gòu)特征來看（見上圖 1-1） ，它是長度大于直徑的回轉(zhuǎn)體零件， 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 6 其被加工表面有外圓柱面、外圓錐面、螺紋、溝槽、孔等。根據(jù)它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 精度要求，應(yīng)選擇合理的定位基準(zhǔn)和加工方法。 叉形件的技術(shù)要求是根據(jù)零件的主要功用以及使用條件確定的， 通常有以下 幾個方面： （1）加工精度。叉形件的加工精度主要包括結(jié)構(gòu)要素的尺寸精度、形狀精 度和位置精度。 （2）尺寸精度。主要指結(jié)構(gòu)要素的直徑和長度的精度。 （3）形狀精度。主要指軸頸的圓度、圓柱度等，因軸的形狀誤差直接影響 與之配合的零件接觸質(zhì)量和回轉(zhuǎn)精度，因此限制在直徑公差范圍內(nèi)。 （4）位置精度。包括兩叉內(nèi)、外端對表面 C 的垂直度，孔對表面 A 的垂直 度及位置度要求，具體參閱零件圖。 （5）表面粗糙度。軸類零件的主要工作表面粗糙度根據(jù)其運(yùn)轉(zhuǎn)速度和尺寸 精度等級決定。本零件中主要表面的表面粗糙度 Ra 為 1.60.4，次要表面的表面 粗糙度 Ra 為 12.53.2。 （6）其他要求。為改善軸類零件的切削加工性能或提高綜合力學(xué)性能及其 使用壽命等，還必須根據(jù)軸的材料和使用條件，規(guī)定相應(yīng)的熱處理要求。 設(shè)計基準(zhǔn)是9 的中心線；配合表面是外圓9，內(nèi)孔10，叉形件在裝配 過程中，內(nèi)孔10H7 和外圓9h6 在叉形組件中是配合表面，因此配合部分的 尺寸公差、形位公差要求比較高，表面粗糙度要求較高，外圓10H7 是設(shè)計基 準(zhǔn)表面；M5-6h 螺紋上有一個1.5 的小孔起漏氣漏油作用，因此這部分的精度 要求不高。 主要技術(shù)要求： 1.表面 A 的中心線對內(nèi)孔10H7 軸線的垂直度公差為 0.05，位置度公差不 大于 0.1； 2.槽與外形的軸線對內(nèi)孔10H7 的內(nèi)壁的垂直度公差都為 0.05； 3.表面 A 與鉸鏈襯套 ZL-19461R 的配套間隙為 0.006-0.01； 4.允許表面 B 上有孔深 2.5, 1 的中心孔； 5.磁力探傷； 6.L 段和表面 C 發(fā)蘭，其余表面鍍鎘 8-12,鈍化； 7.叉形件從構(gòu)形來看，基本屬于軸類件，各個表面并不復(fù)雜。叉形件從精度 上看，主要工作表面的精度是 IT6 級，孔10H7 工作表面的粗糙度為 0.8，非配 合表面的粗糙度為 1.6-3.2， 位置精度： 10H7 的孔中心線對 A 的位置度為 0.1， 垂直度公差為 0.05； 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 7 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 30CrMnSiA，屬中碳，強(qiáng)度高，焊接性能較差。調(diào)質(zhì)后有很高的 強(qiáng)度和足夠的韌性，淬透性也好。具有良好的加工性，加工變形微小，抗疲勞性 能相當(dāng)好。毛坯要求進(jìn)行淬火后回火，保持硬度為 HRC=36-41, 考慮到零件受力 情況，批量的大小等因素，因此應(yīng)該選用棒料。以使金屬纖維盡量不被切斷，保 證零件工作可靠。由于零件屬于大批量生產(chǎn)，應(yīng)保證尺寸的精確。這對提高生產(chǎn) 率、保證加工質(zhì)量也是有利的。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇得正確合理，可以使 加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有 甚者，還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 在選擇粗基面時，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工面有足夠的余量，使不加工 表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。因此選擇粗基面的原則有以下幾 個方面： （1）如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，就應(yīng)該選擇該表面作為 粗基準(zhǔn)。 （2）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng) 該以不加工表面為粗基準(zhǔn)。 （3）應(yīng)該用毛坯制造中尺寸和位置比較可靠，平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)。 根據(jù)以上原則，粗基準(zhǔn)選擇毛坯的外圓表面徑向基準(zhǔn)，以端面作為軸向基準(zhǔn) 下料，這樣選擇可以保證在粗加工時零件精度。 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 對于精基面主要考慮基準(zhǔn)重合的問題?？紤]設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)是否重合， 測量基準(zhǔn)和加工是否重合，所產(chǎn)生的基準(zhǔn)誤差是否需要專門計算和換算，因此精 基準(zhǔn)的選擇原則有以下幾個方面： （1）應(yīng)盡可能選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這稱為基準(zhǔn)重合原則。 （2）所選的定位基準(zhǔn)，應(yīng)能使工件定位基準(zhǔn)精準(zhǔn)，穩(wěn)定，剛性好。變形小和 夾具結(jié)構(gòu)簡單。 （3）應(yīng)盡可能選擇統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工表面，以保證各表面的位置精度，這 稱為統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。 （4）有時還要遵循互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工原則。 （5） 有些精加工工序要求加工余量小而均勻， 以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率， 這時就以加工面本身作為精基面。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 8 結(jié)合上述原則與零件圖紙的要求，又因?yàn)樵摿慵に嚮鶞?zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合， 故而我們以設(shè)計基準(zhǔn)9 的中心線為零件的徑向精基準(zhǔn)，這樣定位不僅滿足上述 原則，同時也是多次裝夾和定位中精度最高的。 2.3 加工階段的劃分 2.3.12.3.1 零件加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，必須把整個加工過程劃分為以下幾個階段： （1）粗加工階段：在這一階段中要切除較大量的加工余量，因此主要問題是 如何獲得較高的生產(chǎn)效率。用切斷刀下料長度為 72，車端面打中心孔做好軸向 基準(zhǔn)的精度要求，粗車外圓半錐度，銑平面銑槽等等為后邊的精加工做好工作。 （2）半精加工階段：在這一階段中應(yīng)為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（達(dá)到一 定的加工精度，保證一定的加工余量） ，并完成一些次要表面的加工，一般在熱 處理之前進(jìn)行。細(xì)車外圓，鉆孔，銑外形，銑平面打標(biāo)記進(jìn)一步提高精度要求。 （3）精加工階段：保證各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的質(zhì)量要求，中檢，修復(fù)基 準(zhǔn)精車外圓，磨外圓，磨平面及槽，鏜孔車螺紋，鉆小孔，磨小臺，表面處理最 后終檢，以滿足零件的最終設(shè)計要求。 由于零件加工質(zhì)量要求較高，將其工藝路線劃分為 4 個階段：毛坯-粗加 工（車外圓、銑槽、鉆孔、銑圓?。?半精加工-精加工-光整打磨。 2.3.2.工序的集中與分散 一個工件的加工是由許多工步組成的，如何把這些工步組織成工序，是擬 定工藝過程時要考慮的一個問題。在一般情況下，根據(jù)工步本身的性質(zhì)，粗精階 段的劃分、定位基面的選擇和轉(zhuǎn)換等，就把這些工步集中成若干個工序，在若干 臺機(jī)床上進(jìn)行。本零件是大批量生產(chǎn)，而且零件比較小裝夾比較方便，因此采用 工序分散，采用比較簡單的機(jī)床和工藝設(shè)備，調(diào)整容易，而且工序分散對于員工 的技術(shù)要求也比較低從而降低了成本和生產(chǎn)效率。 2.4.制定工藝路線及方案 在分析研究叉形件零件圖的基礎(chǔ)上，對各加工表面選擇相應(yīng)的加工方法。 外圓表面的加工方案：粗車半精車精車磨。 內(nèi)孔表面加工方案：鉆鏜鉸 平面加工方案：粗銑精銑磨。 工藝方案如下： 5 工序：備料，選擇長 1600mm, 30mm 的棒料，零件材料為 30CrMnSiA。供應(yīng) 狀態(tài)為熱軋，熱軋能顯著降低能耗，降低成本，熱軋時金屬塑性高，變 形抗力低，大大減少了金屬變形的能量消耗。毛料加工零件總數(shù)為 20 件。 10 工序：切斷，在鋸床上用彈簧夾頭加緊，切斷成長 72mm 的棒料。 15 工序：鉆中心孔。用彈簧夾頭加緊外圓，在兩端面中心1mm 的中心孔，深 度為 2.5mm，此孔用于以后加工定位。 20 工序：粗車外圓，車錐度.設(shè)備：C620. 粗車外圓11 和28，11 作為后面 25 工序加工的粗基準(zhǔn)。 加工2 . 036，粗糙度為 3.2。這道工序中的精度要求較高，原因是在 以下的工序中要求采用這段圓柱面作為定位基準(zhǔn)。 這樣以這段外圓作為 基準(zhǔn)定位，可提高定位的穩(wěn)定，可靠性。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 在本工序后，由于出現(xiàn)最終表面，要求以后工序間要進(jìn)行防銹，油封。 25 工序：粗銑平面、銑槽，設(shè)備：X60 此工序中三把銑刀同時加工，加工中以11 的端面和外圓柱面為定位 基準(zhǔn)。此工序中零件的定位基準(zhǔn)是底端面及外圓表面作為定位基準(zhǔn)。選 用 v 型塊做為零件的主要定位元件。夾緊方式采用螺母夾緊，用連桿及 彈簧。設(shè)計基準(zhǔn)為表面如箭頭所指（見圖 3-1，25 工序圖） 30 工序：去毛刺，設(shè)備：鉗工臺： 去銑加工后槽和平面的毛刺 35 工序：打中心孔，設(shè)備：C620 在 B 端面打中心孔，工序的要求與工序 10 要求相同 45 工序：細(xì)車外圓，設(shè)備：C620 此工序的以 B 端面和11 的端面的中心孔定位 50 工序：鉆孔，設(shè)備：Z518。 此工序中先進(jìn)行鉆孔然后進(jìn)行擴(kuò)孔，考慮到擴(kuò)孔的加工質(zhì)量比鉆孔高， 一般精度可達(dá)到 IT10-IT9，表面粗糙度值 Ra 值為 3.2-6.3 微米，而且 實(shí)踐表明這樣分兩次鉆孔 ，生產(chǎn)效率比用鉆頭一次鉆出的高。 60 工序：銑外形，設(shè)備：X52k 用20 的指狀銑刀 70 工序：銑平面，設(shè)備: X52k 85 工序：中檢，設(shè)備:檢驗(yàn)臺 檢驗(yàn)1 . 05 . 8的尺寸,檢驗(yàn) 5.16 2. 0的尺寸 90 工序：熱處理：調(diào)質(zhì)：淬火+高溫回火。 目的是為了獲得零件規(guī)定的硬度，提高材料的機(jī)械性能。 從此工序后，零件進(jìn)入精加工階段。 95 工序：修復(fù)基準(zhǔn)，設(shè)備：C620。 用紗布或研磨膏在車床上清理內(nèi)孔里熱處理吹沙而不能清理的贓物和 氧化皮等。 100 工序：精車外圓，設(shè)備：C620。 精車外圓9.5 6.5 5.05 105 工序：磨外圓，設(shè)備：M114, 在外圓磨床上加工9h6，6h6，以達(dá)到最終要求尺寸。為工藝精基 準(zhǔn)，以及磨平面及槽加工定位做準(zhǔn)備，達(dá)到表面處理鍍前的尺寸。 110 工序：磨平面及槽，設(shè)備 MT120A 在磨床上用砂輪加工槽和平面，以達(dá)到零件的最終粗糙度要求和垂直 度要求。 115 工序：鏜孔，設(shè)備：C620。 粗鏜孔9.3 半精鏜孔9.8 鉸孔10 加工倒角 0.3*45， 用單刃鏜 刀鏜孔，適應(yīng)性較廣，靈活性較大，可以校正原有孔的軸線歪斜或位 置偏差，而這一點(diǎn)擴(kuò)孔和鉸孔是不易達(dá)到的。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率比較低。 120 工序：磁粉探傷，設(shè)備：探傷機(jī) 本工序是檢驗(yàn)零件的表面在熱處理及磨削加工后，有無裂紋，有裂紋 時，就不能正常工作，或者造成嚴(yán)重的事故，磁粉探傷前后均須清洗 干凈。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 125 工序：車螺紋，設(shè)備：C620 該工序前，基準(zhǔn)外圓10H7 都已精加工，保證了該工序的加工要求。 130 工序：鉆小孔，設(shè)備：Z512 用 1.5 鉆頭在鉆床上直接加工，沒有較高的粗糙度要求，但是有較 高的位置精度要求。 135 工序：磨小臺：設(shè)備：MT475A 本工序并非重要加工尺寸，安排在該工序進(jìn)行加工， 140 工序：表面處理，設(shè)備:槽 按零件圖的要求，給表面 C 和 L 段鍍鎘，發(fā)蘭。其余表面鍍鎘 8-12 145 工序：終驗(yàn)，設(shè)備:檢驗(yàn)臺 是零件的匯總檢驗(yàn)，進(jìn)行叉形件部件裝配要求的檢驗(yàn)。 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定 叉形件零件材料為 30CrMnSiA，硬度為 HRC:36-41，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。 根據(jù)原始資料及加工工藝，可以確定各加工面的機(jī)械余量、工序尺寸。 1. 10 孔 毛坯為實(shí)心，不沖出孔。根據(jù)工序要求，其加工分為鉆、鉸、鏜、精鏜和 磨。參照手冊，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 8.1mm 粗鏜： 9.3+0.09mm 2Z=0.8mm 精鏜孔： 9.8+0.036mm 2Z=0.6mm 鉸孔： 10+0.015mm 2Z=0.2mm 2 槽 9mm 銑槽 8.4+0.05mm 磨槽 9.0+0.15 +0.10 mm 2Z= 0.6mm 3. 外圓16 30. 0 12. 0 mm 根據(jù)工序要求，其加工分為粗車、半精車、磨削加工。各工序余量如下。 粗車：參照手冊，取余量為 3.5mm，偏差為-0.3mm。 半精車：參照手冊，取余量為 2mm，偏差為-0.12mm。 磨削：參照手冊，取余量為 0.5mm，偏差為-0.12 -0.10 2.6 尺寸鏈的計算 1. 尺寸鏈的計算 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 11 N 是在 115 工序中要計算的尺寸 19.987-0.025是 105 工序磨外圓孔壁的距離 4.10.075 是孔的半徑 N 為封閉環(huán) 25-0.05增環(huán) 4.10.075 減環(huán) 19.987-0.025是減環(huán) N=254.119.987 X=0.163 ES(X)=0-(-0.075)-(-0.025) ES(X)=0.1 EI(X)=-0.05-0.075 EI(X)=-0.125 所以 N =0.163 125. 0 1 . 0 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 12 第三章 銑床夾具設(shè)計 在機(jī)床上加工工件時，為了保證加工精度，加工前首先要使工件在機(jī)床上有 一個正確的位置，即定位。然后將其夾緊。工件定位與夾緊的過程又稱為工件的 裝夾， 在機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備就稱為機(jī)床夾具，機(jī)床夾具在機(jī)械加工 中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的 勞動強(qiáng)度等，因此機(jī)床夾具設(shè)計是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備中的一項(xiàng)重要工作。 機(jī)床夾具的種類很多，按使用機(jī)床的類型不同可分為車床夾具、銑床夾具、 鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他機(jī)床夾具等；按驅(qū)動夾具工作的動力 和自夾緊夾具等。按其專門化程度不同，機(jī)床夾具一般可以分為以下五種類型： 通用夾具 （1）專用夾具 （2）可調(diào)夾具 （3）組合夾具 （4）隨行夾具 本論文中所涉及的夾具是諸多夾具類型當(dāng)中的專用夾具， 是用于加工叉形件 8.4mm 槽的銑床夾具。 專用夾具是針對某個具體工件的某一工序?qū)ｉT設(shè)計的， 在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的 專用夾具很多，分類方法也有多種，通?？梢愿鶕?jù)不同的工序特征進(jìn)行分類，以 便于研究和考慮夾具的構(gòu)造形式。專用夾具可分為以下幾類： （1）車床類夾具 （2）銑床類夾具 （3）鉆鏜床類夾具 （4）其他機(jī)床夾具 專用夾具的主要功用有以下幾個方面： （1）保證被加工表面的位置精度 （2）提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、縮短工序時間 （3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 （4）改善工人勞動條件 銑床夾具所具有如下設(shè)計特點(diǎn)： （1）銑床加工中切削力較大，振動也較大，故需要較大的夾緊力，夾具剛 性也要好。 （2）借助對刀裝置確定刀具相對夾具定位元件的位置，此裝置一般固定在 夾具體上。 （3）借助定位鍵確定夾具在工作臺上的位置。 （4）由于銑削加工中切削時間一般較短，因而單件加工時輔助時間相對長， 故在銑床夾具設(shè)計中，需特別注意降低輔助時間。 專用夾具通常由定位件、夾緊件、導(dǎo)向?qū)Φ对?、連接元件、夾具體、其他 裝置和元件，幾部分組成。在上述組成部分中，定位件、夾緊件和夾具體是必需 的，其他不是所有夾具都需要的。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 13 3.1 裝夾方案的確定 本夾具主要是用來在11.0mm圓柱上端來粗銑寬為8.5mm的槽和寬為 16.5 的平面，并且對孔10.0mm 也有一定的技術(shù)要求（垂直度的偏移不能大于 0.05mm） 由于小圓柱還沒有加工且槽在后續(xù)的工序中還要進(jìn)行磨削所以在本道工 序加工時，主要應(yīng)考慮如何保證加工質(zhì)量提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。 圖 3-1:工序 25 銑槽與平面 3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 銑床主要加工的是間距 8.5mm 和 16.5mm 的四平面的加工，保證其中心距與 11mm 軸的同軸度在 0.2mm 以內(nèi)，所以定位基準(zhǔn)的選擇以11mm 軸的軸線為主 基準(zhǔn),以外圓和端面定位，共限制五個自由度，繞 Z 軸轉(zhuǎn)動的自由度不耍限制， 因?yàn)樯舷露际菆A柱體，不影響零件的加工。一邊用 V 形塊定位，小端外圓，一邊 用 V 形塊夾緊，一次左右裝兩個另件同時加工，在臥銑上裝三個三面刃盤銑刀保 證壁厚。 3.1.2 裝夾方案 如上圖 3-1 所示，在 25 工序中，要求限制 X 方向的移動和轉(zhuǎn)動，Z 方向的 移動， 以及 Y 方向的轉(zhuǎn)動， 根據(jù)零件的定位基準(zhǔn)和工藝要求， 一邊用 V 形塊定位， 小端外圓，一邊用 V 形塊夾緊。軸向定位是端面選用支撐釘，由于 V 型塊的自動 定心，保證了槽的對稱度，并且安裝方便，如果采用半圓孔和外圓定位，則定位 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 14 誤差較大，定位基準(zhǔn)外圓和半圓孔之間的間隙無法排除。故外圓表面采用 V 型塊 定位。通過螺釘壓板將零件壓緊，一次左右裝兩個另件同時加工，在臥銑上裝三 個三面刃盤銑刀保證壁厚。 主要定位元件 V 型塊限制四個自由度：X 和 Y 方向的移動和轉(zhuǎn)動，底端支撐 釘限制 Z 軸的移動保證槽的深度，實(shí)際定位鍵限制了五個自由度。 X、 Y、 Z、X Y 夾具的裝夾可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、 真空夾具。我所設(shè)計的夾具上用手動夾具。 3.2 夾具設(shè)計及解析 參考了一些銑床類專用夾具的設(shè)計，最終確定下圖所示的銑床夾具： 圖 3-2：銑床夾具設(shè)計圖 夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工之前，尚需進(jìn)行夾具的對刀，使刀具相 對夾具定位元件處于正確位置。對刀的方法通常有三種：試切法對刀，調(diào)整法對 刀，用樣件或?qū)Φ堆b置對刀。不管采用哪種對刀方法，都涉及到對刀基準(zhǔn)和對刀 尺寸。 通常是以與工件定位基準(zhǔn)重合的定位元件上的定位面作為對刀基準(zhǔn)，以減 少基準(zhǔn)變換帶來的誤差。 銑床夾具的對刀尺寸是從對刀基準(zhǔn)到刀具切削表面之間 的位置尺寸，和對刀塊位置尺寸差一個塞尺厚度。其公差一般取相應(yīng)工序尺寸公 差的 1/3-1/5，其偏差對稱，本次設(shè)計的對刀塊如下圖 3-3 所示。 對刀塊工作表面的位置尺寸 9.4250.005 值等于 25 工序中（如圖 3-3）的 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 15 工件被加工表面距定位基準(zhǔn)面的距離尺寸要求 8.4 0 05. 0 mm 的平均值，即 8.425 0.025，再加上塞尺的厚度 1mm，其尺寸偏差取0.025 的 1/5，即為0.005， 所以該對刀塊的位置尺寸為 9.4250.005。 圖 3-3:對刀塊 3.2.1.夾具精度分析 在夾具結(jié)構(gòu)方案確定及總圖設(shè)計完成之后， 還應(yīng)該對夾具精度進(jìn)行分析和計 算，以確保設(shè)計的夾具能滿足工件的加工要求。 在夾具結(jié)構(gòu)方案確定及總圖設(shè)計完成之后， 還應(yīng)該對夾具精度進(jìn)行分析和計 算，以確保設(shè)計的夾具能滿足工件的加工要求。 1.影響精度的因素（造成誤差的原因） 在加工工序所規(guī)定的精度要求中，與夾具密切相關(guān)的是被加工表面的位置 精度位置尺寸和相互位置關(guān)系的要求。影響該位置精度的因素可分為定基 安裝，加工三部分，夾具設(shè)計者應(yīng)充分考慮估算各部分的誤差，使其綜合影響 不致超過工序所允許的限度。 定基是指由于定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)（亦稱工序基準(zhǔn)）不重合而引起的原始尺 寸（工序尺寸）的誤差，它的大小已由工藝規(guī)程所確定，夾具設(shè)計者對它無法直 接控制，如果要減少或消除定基，則可建議修改工藝規(guī)程，另選定基準(zhǔn)，最好 采用基準(zhǔn)重合的原則。在 25 工序里基準(zhǔn)重合，所以定基誤差為零 安裝是指與工件在夾具上以及夾具在機(jī)床上安裝的有關(guān)誤差，它包括以下 因素： （1）工件在夾具上定位所產(chǎn)生的定位誤差定位，夾具設(shè)計者可以通過合理 選擇定位方法和定位件，將其限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 （2）工件因夾緊而產(chǎn)生的誤差，是指在夾緊力作用下，因夾具和工件的變 形而引起的原始基準(zhǔn)或加工表面在原始尺寸方向上的位移。在成批生產(chǎn)中，如果 這一變形量比較穩(wěn)定，則可通過調(diào)整刀具與工件之間的位置等措施，將它基本消 除。 （3） 夾具在機(jī)床上的安裝誤差夾安，是指由于夾具在機(jī)床上的位置不正確 而引起的原始基準(zhǔn)的原始尺寸方向上的最大位移。造成夾安的主要因素有二： 其一是夾具安裝面與定位件之間的位置誤差，這可在夾具總圖上作出規(guī)定；其二 是夾具安裝面與機(jī)床配合間隙所引起的誤差或安裝找正時的誤差。夾安的數(shù)值 一般都很小。 在安裝夾具中可以采用仔細(xì)校正或精修定位面等辦法來減小夾安。 加工是指在加工中由于工藝系統(tǒng)變形、磨損以及調(diào)整不準(zhǔn)確等而造成的原 始尺寸的誤差，它包括下列因素： （1）與機(jī)床有關(guān)的誤差機(jī)床。如車床主軸的跳動、主軸軸線對溜板導(dǎo)軌的 平行度或垂直度誤差等。 （2）與刀具有關(guān)的誤差刀具。如刀具的形狀誤差、刀柄與切削部分的不 同軸線以及刀具的磨損等。 （3）與調(diào)整有關(guān)的誤差調(diào)整。如定距裝刀的誤差、鉆套軸線對定位件的位 置誤差等（這項(xiàng)可在夾具總圖中予以限定） 。 （4）與變形有關(guān)的誤差變形。這取決于工件、刀具和機(jī)床受力變形和熱變 形。 以上諸因素都是造成被加工表面位置誤差的原因， 它們在原始尺寸方向上的 總和應(yīng)小于該尺寸的公差，即應(yīng)滿足不等式 定基+定位+夾安+加工+夾緊 此式稱為計算不等式， 各符號分別代表各誤差在原始尺寸方向上的最大值。 當(dāng)原始尺寸不只一個時，應(yīng)分別計算。當(dāng)然，這些誤差也不會都按最大值出現(xiàn)， 在校核計算中，應(yīng)該按上述因素分析后，對總誤差的合成宜按概率法計算，使其 小于工件的允差。 2 精度的分析 a.定位元件尺寸及公差的確定。 本夾具的主要定位元件為兩個 V 型塊，分別裝夾兩個零件，一次同時加工兩 個零件。工件因定位而出現(xiàn)的誤差，根據(jù)其產(chǎn)生的原因，可分為性質(zhì)不同的兩部 分： 一是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差或稱定基誤差；二是 定位誤差， 是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差。當(dāng)工序基 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 17 準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合時，這時定基=0，定位是工件沿著 V 型塊對稱線方向上的定 位誤差， 它垂直于對稱軸線方向上的位移并無影響 （即在此方向上的定位0 ） 。 所以用 V 型塊定位能很好的保證工件的對稱性要求。 b.設(shè)計夾具的總誤差計算： （1）由于基準(zhǔn)重合，所以定基誤差 定基 0 （2）這里采用 V 型塊定位，V 型塊定位能很好的保證工件的對稱性要求，它對 垂直對稱軸線方向上的位移并無影響，因此定位誤差 定位0 （3）因?yàn)榧泳o力所引起的變形方向?qū)υ撛汲叽鐭o影響，則夾緊所致的誤差 夾緊為零 （4）加工過程中工藝系統(tǒng)變形、磨損以及調(diào)整不準(zhǔn)確等造成的原始尺寸的誤差 此處很小所以加工0.015 （5）由于定位件與安裝面的平行度誤差為 0.02，所以=0.02 故而滿足 定基+定位+夾安+加工+夾緊， 即 0.050+0.02+0+0+0.015 所以該夾 具可以確保工件所要求的技術(shù)要求。 3.2.2夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾緊，本 道工序的銑床夾具就選擇了手動夾緊方式。本工序由于是粗加工，銑削力較大， 為了夾緊工件，故采用螺釘壓板結(jié)構(gòu)，而這將使整個夾具過于加大。夾具上裝有 對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用） ；且中 批量生產(chǎn)，一次裝夾兩個零件，一次對刀加工兩個零件減少輔助時間，提高生產(chǎn) 效率。 同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確 的安裝位置，以利于銑削加工。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 18 參考文獻(xiàn) 1 李益民機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 2 宋寶玉. 簡明機(jī)械設(shè)計手冊. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2008 年 8 月 3 閻光明,侯忠濱，張云鵬現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)西安：西北工業(yè)大學(xué)出版 社2007 4 趙家齊機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005 5 韓進(jìn)宏互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)北京：北京大學(xué)出版社2006 6 鄧文英,郭曉鵬金屬工藝學(xué)北京：高等教育出版社2008 7 郭紀(jì)林,余桂英.機(jī)械制圖.北京：清華大學(xué)出版社.2004 8 羅洪濤,萬征.中文 AutoCAD2007 機(jī)械設(shè)計教程.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版