無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 職 業(yè) 技 術 學 院畢 業(yè) 設 計【向體殼加工 鉆模工裝設計學生姓名： 楊成指導教師： 楊東方職 稱： 高級技師所在學期： 2014械技術學院 機械制造與自動化班 級： 機制11233學 號： 10201233312015 年4月2日無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書件作用 床夾具的作用 件的工藝分析 3第二章工藝規(guī)程設計 定毛坯的制造形式 坯的設計 . 制定工藝路線 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 械加工工藝過程卡械加工工序卡 見表第三章 夾具設計 題的提出 位基準的選擇位誤差分析 具設計及操作簡要說明17設計小結 24致謝 28參考文獻 30附錄 31無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進，確定其定位及其自由度的限制，考慮是否欠定位和過定位。關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書of 8 is In of to of of of a of as a of of to to 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸精度的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 1 件的結構與作用（件圖2維圖（ 錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 2 床的橫向進給機構由進給傳動機構和進給移動機構兩部分組成。 進給傳動機構部分主要有手輪，刻度盤，齒輪傳動機構，液動棘爪液壓缸和棘輪等。見進給機構裝配圖。 進給移動機構部分主要有絲杠，螺母，液動快速進退液壓缸和定位裝置等。夾具是機械加工中的一種工藝設備，它在機械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個方面。1）便于工件的正確定位，以保證加工精度工件裝夾在夾具上后，工件上各有關的幾何元素（點、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當夾具在機床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過程中“同批”工件對刀具和機床保持確定的相對位置，使加工得以順利進行。2）提高勞動生產(chǎn)效率和降低加工成本采用夾具以后，可以省去即十分費時又不很緊缺的劃線、找正工序，減無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 3 采用聯(lián)動夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動強度，又能提高生產(chǎn)效率。例如采用氣壓、液壓等傳動裝置，只需要幾秒鐘就可以完成夾緊動作。3）改善工人的勞動條件采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，還可以采用機械化傳動裝置和自動裝卸工件的自動化夾具，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化，進一步提高勞動生產(chǎn)效率和改善工人的勞動條件。4）擴大機床工藝范圍在單件小批量生產(chǎn)的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設計制造專用的夾具，使機床“一機多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實現(xiàn)拉削。夾具在機械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產(chǎn)規(guī)模和不同的生產(chǎn)條件下，夾具的功用也有所側(cè)重，其結構的復雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產(chǎn)條件下，宜于使用通用的可調(diào)夾具，若采用專用的夾具，其結構也應求簡單。在大批量生產(chǎn)的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產(chǎn)效率，因此夾具的結構更完善些是必要的。雖然此時夾具的制造費用大一些，但由于生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，技術經(jīng)濟效果還是好的。of 零件有以下加工工藝過程分析（部分)：準孔B(一刀頭）對高度113準孔B，用銑兩側(cè)面工裝銑對基準面，銑對寬度85基準面，基準孔，用鉆模工裝鉆相應孔. is in of 件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著各自不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領1 %)(1 %)m a b 式中 、輛/年） ）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛） %般取2% %據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。根據(jù)本零件的設計要求，根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程可知該零件為輕型零件。本設計零件橫進殼體的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采用砂型鑄造。坯的設計（體零件材料為 度選用200坯重約2產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機械翻砂造型，2級精度組。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設計如下：以鑄造時不需要留孔，留預先孔會導致鉆偏離無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 4 工該尺寸孔先鉆后粗車，在精車就好了。，進行一需要進行粗銑，加工就能滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。所以根據(jù)相關資料和經(jīng)驗可知，體殼的左右端面的單邊余量為3合要求。以粗銑。所以根據(jù)相關資料和經(jīng)驗可知寬85定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖“殼體”零件毛坯簡圖。無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 5 he 面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應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。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 6 以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取48外圓為定位基準，利用定位圓柱為定位元件。he （1）確定主要面的加工方法和加工方案主要孔的最高尺寸公差為7級，用粗糖半精鏜精鏜的加工方案。內(nèi)孔孔深較長，為保證加工質(zhì)量，提高工作效率，也可采用粗糖半精鏜精鏜的加工方案。（2）劃分加工階段粗精加工分開，可以有效地消除內(nèi)應力，提高加工精度，但同時也會使工件安裝次數(shù)增加，成本提高，所以單件，小批生產(chǎn)的殼體類零件的加工通常將粗精加工合并在一道工序內(nèi)。為減少加工過程中的變形，可在粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力，較小的切削用量和多次走到進行精加工。（3）選擇定位基準粗基準的選擇：鑄件表面一層質(zhì)量較差，加工過程中必須把這些缺陷層予以切除，為了保證孔有良好的機械性能，在保證各加工面均有余量的前提下，它的加工余量必須均勻，因此，應選取中孔作為粗基準。無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 7 件小批生產(chǎn)的精基準通常遵循基準重合原則，以三個相互垂直的平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，提高加工件的各平面，孔之間的位置精度。（4）確定工序集中和工序分散程度，確定加工順序殼體類零件搬運簡單，裝夾簡單，大多按工序分散的原則劃分工序。毛坯鑄造后，安排一次支應力退火，消除殘余應力，改善切削性能。殼體上的孔大多是在立式鉆床上加工，工件的裝夾定位是在工作臺平面上，因此先加工平面后加工孔是殼體加工的一般規(guī)律。（5）選擇加工設備和工藝裝備平面加工的精度要求不高，采用立式銑即可?？紫档募庸ぞ纫笠膊桓吒?，采用立式鉆床加工比較合適。of 基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以48孔（一面2銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 8 此不再重復。he of 訂工藝路線的出發(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要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來方案一工序：鑄造工序：清沙工序：時效處理工序：銑左面工序：銑右面工序：鉆11孔貫通，工序：鏜48序：左端鉆14孔深15，鉆右端鉆18孔深10，工序X：鉆2序9深15的孔，工序10孔貫通，工序孔17深10，工序；鉆11螺紋攻絲序；倒角1*45若干，工序毛刺工序驗方案二工序：鑄造無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 9 清沙工序：時效處理工序：銑左面工序：銑右面工序：先鉆44孔后鏜48鉆鉆11孔，工序；左端鉆14孔深15，工序X：右端鉆18孔深10，工序29孔深15，工序孔,10孔，工序；鉆孔17深10，工序；鉆11螺紋攻絲序；倒角1*45若干，工序毛刺工序驗工藝方案二和方案二一的區(qū)別在于方案二先鏜48孔鉆工48更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案二具體的工藝路線如下方案二工序10：鑄造工序20：清沙工序30：時效處理無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 10 左面工序50：銑右面工序60：先鉆44孔后鏜4811孔，工序90；左端鉆14孔深15，工序100：右端鉆18孔深10，工序110：鉆29孔深15，工序130：鉆10孔，工序140；鉆孔17深10，工序150；鉆11螺紋攻絲序160；倒角1*45若干，工序170：去毛刺工序180：械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（of 體零件材料為產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。工序：10 20殼體的左右端面因為殼體的左右端面沒有精度要求，粗糙度要求也不高沒特殊要求，體的孔毛坯為實心?？椎木纫蠼橛谡諈?shù)文獻，of 1 序：銑左端面1. 選擇刀具（of 具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用， 50 ， 25 ， 4z 。2. 決定銑削用量（of ）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成）決定每次進給量及切削速度根據(jù)等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 齒/2.0 ，則 125*10001000 rd 按機床標準選取 400 r 0*1000 w 當 400/按機床標準選取 4003）計算工時切削工時： 25 ， ， ，00 3125(*4)(4 21 fn 工序：銑右端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 12 ， 50 ， 25 ， 4z 。2. 決定銑削用量4）決定銑削厚度深度因為加工余量不大，一次加工完成）決定每次進給量及切削速度根據(jù)等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 齒/2.0 ，則rd 按機床標準選取600 r w 當 600r/按機床標準選取 5006）計算工時切削工時： 0 ， 1 ， 2 ，00 702221 fn 48精鏜）質(zhì)合金刀具 0m/000v/ d=3 *（48+00)=直徑5螺紋孔攻絲根據(jù)參考文獻，當鋼的 00 ， 00 時， 。由于本零件在加工 孔時屬于低剛度零件， 根據(jù)取 削速度：根據(jù)參考文獻表2得切削速度 8 所以 rd vn 根據(jù)機床說明書，取 75 ，故實際切削速度為 切削工時： 0 ， 1 ， 2 ，則機動工時為 12221 fn 攻絲M6 5 17按機床選取 95 ，則 機動時 6 ， 1 ， 2 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 14 122)( 21 nf 525立式鉆床刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊選取高速鋼麻花鉆51)進給量 取f=削速度 V=2434m/取V=30m/定機床主軸轉(zhuǎn)速 7 301000 1364r/選取 1450r/以實際切削速度 1000= m所以直徑8的孔T=徑9的孔T=徑11的孔T=徑11螺紋孔T=徑14的攻絲T=徑17的孔T=徑18的孔T=角倒角1*用硬紙合金刀具切削用量和進給量自定5) 切削工時，按工藝手冊藝過程卡序卡無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 15 具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。題的提出 （夾具主要用于鉆12孔3個18孔2個，精度要求不高因此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。位基準的選擇of 位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用沒加工的底面為定位基準，即經(jīng)典的一面2銷定位，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構。削力及夾緊力計算 (of 于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5削力矩 式（5 中 ： 187 187 149 1743 3B B mm r 代入公式（5（5所以 74 1664F N 74 46379T N 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 16 需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。位誤差分析（ 基準不重合誤差在加工過程中，定位基準為左端銑面，設計基準為48以基準不重合，并且兩基準的垂直距離為48(+-) 一面一鏜孔定位誤差(1)移動時基準位移誤差 （式5中： 1d 圓柱銷孔的最大偏差1D 圓柱銷孔的最小偏差1圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式5： = =) 轉(zhuǎn)角誤差 L （式5中：1d 圓柱銷孔的最大偏差1D 圓柱銷孔的最小偏差1 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙2d 削邊銷孔的最大偏差2D 削邊銷孔的最小偏差2 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 17 )2(2 X 則代入（式5： 則： 具設計及操作簡要說明（A of 前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了定位圓柱與撐腳1+1定位。本工序為鉆孔，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。此夾具應用鉆模夾具設計，采用一定位圓柱限制兩個方向的移動自由度和撐腳定位三個自由度，還有一個旋轉(zhuǎn)自由度用雙頭定位螺栓夾緊使其不得旋轉(zhuǎn)，完成了完全定位?？偨Y夾具：我選用鉆夾具設計裝夾此零件，它的結構簡單，裝夾需要手動，但精度高。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構。下面是本夾具的設計圖以及總裝圖例無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 18 D 錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 19 0 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 21 2 3 計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和我們踏入設計打下了好的基礎。經(jīng)歷了幾個個月的探索與設計，終于要告一段落了。畢業(yè)設計是完成教學計劃達到專業(yè)培養(yǎng)目標的一個重要的教學環(huán)節(jié)；是教學計劃中綜合性最強的實踐性教學環(huán)節(jié)，它在培養(yǎng)和提高我們綜合運用專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力，并進行工程技術人員所必須具備的基本素質(zhì)的訓練等方面具有很重要的意義。畢業(yè)設計能使我們在以下幾個方面有較大提高。1通過閱讀有關資料對當前先進的機械制造業(yè)的發(fā)展有進一步的了解。2融匯、貫通幾年里所學習的專業(yè)基礎知識和專業(yè)理論知識。3綜合運用所學專業(yè)理論知識和技能提高獨立分析問題和解決實際問題的能力。在做畢業(yè)設計的日子，體會很多，感慨也不少。我基本上按照我初定的三階段計劃認真做我的畢業(yè)設計的。設計過程也如我所料，遇到不少的問題。在查閱資料學習階段，我重新溫習了我們以前所學過的知識，查閱了許多有關夾具設計、機床的圖書資料和工藝設計方面的書籍。經(jīng)過這一階段的學習，我對夾具有了大體的認識，這為接下來最主要的具體設計階段打下堅實的基礎。具體設計階段是最主要，最重要，最艱難的階段。萬事開頭難，這一階段的第一個難點就是總體方案的確定。認真研究往屆的設計方案，再比較現(xiàn)在有類似夾具設計后，最終確定自己的設計方案的。我本以為總體方案確定后，接下來的設計應該就不難了，但真正的設計過程中的困難超出我的所料。無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書- 24 都遇到不少問題，充分暴露以往學習的知識缺漏，自己獨立解決實際問題能力的不足。幸好在此過程中常得到指導老師的指導、同學們的幫助，讓我基本上解決了問題，完成了這一階段的設計。最后的修改階段，我自己先認真檢查修改一遍自己的設計，包括零件圖以及說明書。然后交給指導老師，請他幫我檢查。指導老師經(jīng)過詳細的檢查后對我的設計給予詳細的、指正和修改建議。最后，在此對在整個設計過程中，給予我指導和幫助的老師同學表示衷心的感謝！特別是我的指導老師楊東方