PAGEI設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)連接座零件加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

摘要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：切削用量；夾緊；定位；誤差A(yù)bstractThisdesigninvolvesknowledgeofmechanicalmanufacturingtechnology,fixturedesignofmachinetools,metalcuttingmachinetools,tolerancecoordinationandmeasurement.Themachiningprocessspecificationoftheendcoverpartandthefixturedesignofspecialmachinearethreeparts,includingtheprocessdesign,processdesignandspecialfixturedesign.Intheprocessdesign,thepartsshouldbeanalyzedfirst,theprocessofthepartscanbeunderstood,thestructureoftheblankcanbedesigned,andtheprocessingstandardsofthepartscanbeselectedtodesigntheprocessrouteoftheparts.Thenthedimensionsofeachworkingstepofthepartsarecalculated.Thenthespecialfixtureisdesigned,andeachcomponentofthefixture,suchaspositioningelement,clampingelement,guidingelement,concreteconnectingpartofclampingandmachinetoolandotherpartsareselected.Thepositioningerrorofthefixtureiscalculated,therationalityandinsufficiencyofthefixturestructureareanalyzedandimprovedinthefuturedesign.Keywords:Cuttingamount;clamping;positioning;error

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IIAbstract III第1章前言 1第2章零件的分析 22.1零件的作用 22.2零件的工藝分析 22.3毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定 3第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 43.1基準(zhǔn)的選擇 43.2加工工藝路線的確定 43.3切削用量及切削時(shí)間的確定 5第4章夾具設(shè)計(jì) 94.1設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇 94.2定位方案的確定 94.3夾緊方案的確定 104.4夾緊力和切削力計(jì)算 104.5定位誤差分析 114.6夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要說(shuō)明 11結(jié)論 13致謝 14參考文獻(xiàn) 15PAGE1第1章前言工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。夾具現(xiàn)在是制造加工非標(biāo)零件的重要工具，也是機(jī)床不可或缺的一部分。制造業(yè)更多的參與，零件的形狀和結(jié)構(gòu)是多樣的，許多通用夾具逐漸退出歷史舞臺(tái)。所以，根據(jù)不同的組件設(shè)計(jì)形式一套完整的夾具是有價(jià)值的。在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了使工件在該工序所加工表面能達(dá)到規(guī)定的尺寸公差和位置定，這個(gè)操作稱為夾緊。將工件定位夾緊的過(guò)程稱為裝夾。工件的裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過(guò)機(jī)床夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)床夾具的作用可歸納為以下三個(gè)方面：（1）保證加工精度機(jī)床夾具可準(zhǔn)確定位工件、刀具和機(jī)床之間的相對(duì)位置，可以保證加工精度。（2）提高生產(chǎn)效率機(jī)床夾具可快速的將工件定位和夾緊，減少輔助時(shí)間。（3）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊機(jī)構(gòu)，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。所以在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，為了保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常需要根據(jù)零件加工要求設(shè)計(jì)專用夾具。

第2章零件的分析2.1零件的作用連接座零件圖2.1如下：圖2.1零件圖連接座零件，主要起連接作用，使主軸電機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按工作者要求工作。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.外圓尺寸及表面粗糙度要求，注意精度加工要求；2.內(nèi)孔及粗糙度要求；3.所有孔系的加工；2.3毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定確定毛坯包括選擇毛坯類型及其制造方法。毛坯類型有鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接、熱處理、切削加工、型材和板材等。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，材料為45，綜合考慮，采用鍛造的方式進(jìn)行毛坯制造。2.2毛坯圖PAGE8第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)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，加工工藝過(guò)程中問(wèn)題百出，更我甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在初始加工過(guò)程中，以毛坯上的粗糙表面作為加工零件的粗糙基準(zhǔn)。在下一步驟中，加工表面被用作加工的精細(xì)基準(zhǔn)。主要考慮以下要求。第一，確保加工表面和非加工表面之間的正確位置；二是保證了加工面與專用加工面之間的正確位置，使專用加工面的加工余量小且均勻；第三，提高加工面與定位基準(zhǔn)面之間的定位精度。四是裝夾方便，定位可靠，裝夾結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

定位基面的選擇是制定零件加工路線和確定加工方案的重要工作?；娴倪x擇是否正確、合理，將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。

在選擇定位基面時(shí)，需要同時(shí)考慮以下三個(gè)問(wèn)題:

a.加工時(shí)，哪一個(gè)面可以作為精基準(zhǔn)面或統(tǒng)一基準(zhǔn)面，以保證加工精度，使整個(gè)加工過(guò)程順利進(jìn)行？

b.應(yīng)使用哪一個(gè)表面作為處理細(xì)基面或均勻基準(zhǔn)的粗基面？

c.是否有個(gè)別工序需要采用除統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以外的細(xì)基面來(lái)滿足特殊加工要求？對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)于本次課題研究的連接座零件，為保證位置精度，往往以端面及外圓為定位，采用一端夾持，加工另外一個(gè)端面，然后再用加工好的端面作為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工。3.2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。制定的工藝路線如下：工序號(hào)工名序稱工序內(nèi)容1鍛造鍛造成型2熱處理正火處理3銑銑頂端面4銑銑底端面5車車φ25的外圓6銑銑寬度38的槽7鉆鉆2-φ30的孔8車車M24的外螺紋9檢驗(yàn)檢驗(yàn)10入庫(kù)入庫(kù)3.3切削用量及切削時(shí)間的確定工序：銑頂端面刀具：YG6硬質(zhì)合金銑刀,齒數(shù)z=6,刀具直徑d=40刀具：高速鋼面銑刀，D=30mm，齒數(shù)z=6背吃刀量：=2mm每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-15，取=0.15mm/z銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-23，取=30m/min機(jī)床主軸速度：，查表4-16，取=325r/min實(shí)際銑削速度：每分進(jìn)給量：銑削寬度：=44mm刀具切入長(zhǎng)度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-38公式如下：具切出長(zhǎng)度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》取=2mm機(jī)動(dòng)時(shí)間：查查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》公式如下：銑底端面與銑頂端面加工方式結(jié)果相同，不再贅述。工序：車φ25的外圓（1）確定被吃刀量：總加工余量為2mm，一次走刀加工，=2mm。（2）確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切割用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4查得f=0.5~0.7mm/r；查表5-5根據(jù)機(jī)床的橫向進(jìn)給量，取f=0.56mm/r。（3）確定切削速度Vc:根據(jù)《切割用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，查得Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.2，修正系數(shù)KMv=1.04,KHv=1,Khv=0.8,Kkrv=0.83,Ktv=1,刀具壽命選T=60min,故（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:根據(jù)表1.27查得相近較小的機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=550r/min（5）計(jì)算基本時(shí)間Tj：切削加工半徑長(zhǎng)度L=33mm,外圓車刀選用的主偏角Kr=95°,背吃刀量=2mm，查表5-138和表5-139得：l1=/tanKr+(2~3),取l1=4mm；l2=（3~5）mm；批量生產(chǎn)l3=0。工序：銑寬度38的槽背吃刀量：=2mm每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-15，取=0.2mm/z銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-23，取=30m/min機(jī)床主軸速度：取=375r/min實(shí)際銑削速度：刀具切入長(zhǎng)度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-38公式如下：具切出長(zhǎng)度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》取=2mm機(jī)動(dòng)時(shí)間：查查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》公式如下：工序：鉆2-φ30孔選擇高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.5－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）按機(jī)床選取基本工時(shí)：工序：車M24的外螺紋1)切削深度單邊余量為Z=1.5mm2)進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r3)計(jì)算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=92m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns==413r/min與413r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為450r/min?，F(xiàn)選取=450r/min。所以實(shí)際切削速度==5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。t==0.39(min)第4章夾具設(shè)計(jì)4.1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)一套車床的專用夾具。臥式車床主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。由此可知，加工本次設(shè)計(jì)的零件外圓時(shí)，我們選用臥式車床最為符合。臥式車床如下圖所示，圖4.1臥式車床4.2定位方案的確定1、定位面選擇由于加工的孔是基準(zhǔn)孔，是后續(xù)加工過(guò)程中主要的參考依據(jù)，所以在加工此孔時(shí)有多數(shù)表面未加工，故選擇基準(zhǔn)孔進(jìn)行定位面設(shè)計(jì)。2、定位元件限制不定度分析利用零件的內(nèi)孔及端面面作為定位基準(zhǔn)，均未加工，使用一個(gè)芯軸進(jìn)行定位，芯軸端面限制一個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，芯軸限制兩個(gè)移動(dòng)自由度，支撐釘限制一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，根據(jù)空間定位原則：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。根據(jù)零件特點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候我們完成零件的定位。4.3夾緊方案的確定從夾具圖上可以看出，零件只有在向上方向的移動(dòng)方向有偏移的趨勢(shì)，所以我們考慮夾緊這個(gè)位置就能完成零件的夾緊。利用螺栓螺母的擰緊過(guò)程中的力壓緊開(kāi)口墊圈，進(jìn)而固定零件。圖4.2夾緊機(jī)構(gòu)4.4夾緊力和切削力計(jì)算切削力按照刀具材質(zhì)為高速鋼的車刀，工件材料為鑄鋼和結(jié)構(gòu)鋼其基本的車削公式如下:圓周切削分力N：背吃刀量，在切斷、割槽和成形車削的時(shí)候指的是切削刃的長(zhǎng)度：每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：切削速度：修正系數(shù)，車螺紋的時(shí)候?yàn)椋汗ぜ牧蠙C(jī)械性能的系數(shù)：刀具幾何參數(shù)的系數(shù)本次的背吃刀量按照，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為，切削速度為，修正系數(shù)按照=1那么本次車時(shí)候的切削力為4.5定位誤差分析工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在鉆床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為：Td=Dmax-Dmin本工序采用芯軸進(jìn)行定位，工件始終靠近夾具體的一面。由于本道工序要求不高，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。4.6夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要說(shuō)明夾具設(shè)計(jì)的目的旨在方便、快速的操作，定位準(zhǔn)確加工方便，適合大批量的生產(chǎn)需求。本次設(shè)計(jì)的夾具，將零件放在芯軸上進(jìn)行定位，擰緊螺母壓緊零件。圖4.3夾具裝配圖

結(jié)論通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且也豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過(guò)程中也了解到了許多課外知識(shí)，開(kāi)拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來(lái)機(jī)械加工的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。課程設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生完成學(xué)習(xí)后的一次作業(yè)，它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合運(yùn)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開(kāi)端，課程設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分