1、說明書 題 目：柴油機推手零件機械加工工藝規(guī)程編制及加工48mm表面專用夾具設計 姓 名： 學 號： 系 別： 專 業(yè)： 年 級： 指導教師： 系主任： 摘 要對于給定的設計課題，進行工藝規(guī)劃和夾具設計的基礎。論文內(nèi)部知識主要運用在機床夾具設計、公差等方面。首先，對零部件進行了解和分析，以便更準確的加工和確定零部件的標準。然后計算出每一步的工作程序，并計算出切割參數(shù)。夾具設計包括:零件的定位、夾具的夾具和指導各零件的設計。在這里我們特別注意夾具的定位元件，會產(chǎn)生誤差，誤差應該在我們的控制范圍內(nèi)，我們應該充分了解夾具的優(yōu)缺點，以便改進。通過以上的設計、分析和計算，我們順利完成了本次畢業(yè)設計的全部

2、任務。在鞏固大學所學知識的同時，我們也為自己進入社會夯實了基礎。關鍵詞：切削用量；夾緊；定位；誤差；全套圖紙加扣 3346389411或3012250582IVAbstractFor the design of a given subject, the basis of process planning and fixture design. Paper internal knowledge is mainly used in machine tool fixture design, tolerance and so on. Firstly, understand and analyze th

3、e parts and components, so as to process more accurately and determine the standard of the parts. Then calculate the working procedure of each step and calculate the cutting parameters. Fixture design includes: parts positioning, clamping and guiding the design of various parts. Here we pay special

4、attention to fixture positioning components, will produce errors, errors should be within our control, we should fully understand the advantages and disadvantages of fixture, in order to improve. Through the above design, analysis and calculation, we have successfully completed all the tasks of this

5、 graduation project. While consolidating the knowledge we have learned in the university, we have also consolidated the foundation for ourselves to enter the society.Key words: Cutting amount; clamping; positioning; error;目 錄摘 要IIAbstractIII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 生產(chǎn)類型的確定32.4 毛坯制造形

6、式及結(jié)構的確定3第3章 工藝規(guī)程設計53.1基準的選擇53.2 加工工藝路線的確定53.3確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差73.4切削用量及切削時間的確定7第4章 夾具設計144.1 設計類型及機床選擇144.2 定位方案的確定144.3 夾緊方案的確定154.4定位誤差分析164.5切削力和夾緊力的計算164.6夾具設計簡要操作說明17結(jié) 論18致 謝19參考文獻20第1章 前言制造業(yè)是向國民經(jīng)濟各部門提供裝備的部門，是現(xiàn)代經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)；裝備制造業(yè)的發(fā)達程度，是衡量一個國家工業(yè)化階段的重要標準。而機床行業(yè)又是裝備制造業(yè)的基礎行業(yè)，是向傳統(tǒng)機械工業(yè)、國防工業(yè)、汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)、電子信息

7、技術工業(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)展機床制造業(yè)。車床是應用最為廣泛機床之一。車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工的機床。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加工，提高了生產(chǎn)效率。是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。本次設計的主要任務是零件機械加工工藝規(guī)程及鏜孔夾具設計，機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，培養(yǎng)學生綜合運用所學基礎理論、專業(yè)知識與技能，獨立分析和解決問題的能力，有助于學生對專業(yè)知識、技能的進一步提高，

8、為以后從事專業(yè)技術的工作打下基礎。專用夾具的設計對加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的性能有著重要的影響。本課題討論的目的是通過分析零件的特點，論述了設計時應注意的問題及其應用范圍。4第2章 零件的分析2.1 零件的作用柴油機推手是柴油機的重要零件，柴油機推手的一頭穿入軸中，另一通插入齒輪間的槽內(nèi)。需要改變柴油機傳動比時，通過推手在軸上的橫向移動帶動齒輪移動，使齒輪與另一組傳動比的齒輪嚙合，達到變速的目的。本次設計的被加工零件如下圖：圖2.1零件圖2.2零件的工藝分析由零件圖可知，該零件的材料為QT45-5#鋼，鑄鐵成型。該零件需要加工的表面可大致分為以下幾部分：1）18

9、孔；2）以18為基準的頂端20圓柱和30臺階以及端面；3）以18為基準的其它幾個平面；4）13和8階梯孔；5）撥爪處寬48面以及寬8左側(cè)面。2.3 生產(chǎn)類型的確定已知該產(chǎn)品為小型機械，根據(jù)機械設計制造工藝設計簡明手冊生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領的關系，可確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。2.4 毛坯制造形式及結(jié)構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。確定毛坯時要考慮下列因素： 1）零件的材料及其力學性能。當零件的材料選定后，毛坯的類型就大致確定了。鑄造毛坯適合做形狀復雜零件的毛坯，鍛造毛坯適合做形狀簡單零件的毛坯，型材適合做軸、平板類零件

10、的毛坯，焊接適合板料、框架類零件的毛坯。2）零件的形狀和尺寸。毛坯的形狀和尺寸應盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機械加工3）生產(chǎn)類型。對于大批大量生產(chǎn)，應選擇高密度的毛坯制造方法，以減少機械加工減少材料，也要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設備能力，用于毛坯制造的昂貴費用可由材料消耗的減少和機械加工費用的降低來補償。如鑄件應采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件應采用模鍛、冷軋和冷拉型材等。單件小批生產(chǎn)則應采用木模手工造型或自由鍛。4）生產(chǎn)條件。確定毛坯必須結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和水平，有條件時，應積極組織地區(qū)專業(yè)化生產(chǎn)，統(tǒng)一供應毛坯。5）充分考慮利用新工藝、新技術和新材料的可能性。目前毛坯制造方面的新工藝、

11、新技術和新材料的發(fā)展很快。例如，精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在機械中的應用日益增加。應用這些方法后，可大大減少機械加工量，減少成本。零件材料為QT45-10，即球墨鑄鐵，最小抗拉強度為450MPa。零件已達到大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸小，且在其工作過程中需承受較大的壓力，查機械制造工藝設計簡明手冊選擇金屬型澆注的毛坯制造方法。從生產(chǎn)綱領和提高其效率、減少經(jīng)濟成本方面考慮也應選金屬型澆注鑄造的方法比較合適。圖2.2毛坯圖第3章 工藝規(guī)程設計3.1基準的選擇3.1.1基面的選擇基準面是工件的加工基準，基準面的選取非常重要，基準面應選擇較大的面或平面、大外圓、大內(nèi)圓等要素

12、，選擇合適的基準面不但可以提高零件加工效率，如裝夾時方便進行定位、能輕易地找到夾具上的定位面，同時還能方便裝夾提升裝夾效率。3.1.2粗基準的選擇粗基準的選擇：粗基準是進行加工時所選的第一個定位基準，粗基準是工件上的沒有加工過的表面。在選擇粗基準時，盡量選擇那些表面平整、均勻、沒有高低起伏、易于定位的面，應避開澆冒口、毛刺等不利于定位的位置。3.1.3精基準的選擇精基準的選擇：依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則。選擇18（+0.027,0）內(nèi)孔作為加工精基準。以此為精基準不但能夠保證零件加工精度，還方便零件的裝夾。3.2 加工工藝路線的確定制定工藝路線應能夠保證工件的尺寸、形位公差、粗糙度

13、能夠達到圖紙要求,并且在滿足這些條件的前提下，使加工效率最大化，通過使用最短的加工工序和最方便加工的方式進行加工。查機械制造工藝設計簡明手冊，編寫零件的機械加工工藝如下表所示：工藝路線一：工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容1鑄造毛坯鑄造2時效正火處理3銑銑18孔左端面4銑銑18孔右端面5鉆鉆擴鉸18的孔6車加工20外圓及端面7鉆鉆13/8的孔8銑銑寬度8mm的兩端面9銑銑寬度48mm的內(nèi)表面10去毛刺11終檢工藝路線二：工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容1鑄造毛坯鑄造2時效正火處理3鉆鉆擴鉸18的孔4銑銑18孔左端面5銑銑18孔右端面6鉆鉆13/8的孔7車加工20外圓及端面8銑

14、銑寬度8mm的兩端面9銑銑寬度48mm的內(nèi)表面10去毛刺11終檢工藝路線的分析與比較：工藝路線一和工藝路線二的主要差異在于工藝路線一先銑平面加工內(nèi)孔，而工藝路線二先加工內(nèi)孔再銑平面。確定一個合理的工藝路線需要考慮的方面有很多個，工藝路線一和工藝路線二有一點區(qū)別比較大，就是工藝路線一是按照“先面后孔”的原則進行加工的，而工藝路線二卻是先加工孔再加工面，顯然是不合理的。所以要選擇第一種工藝路線作為比較合理的加工工藝方案。所以最后的加工路線確定如下表：工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容1鑄造毛坯鑄造2時效正火處理3銑銑18孔左端面4銑銑18孔右端面5鉆鉆擴鉸18的孔6車加工20外圓及端面7鉆

15、鉆13/8的孔8銑銑寬度8mm的兩端面9銑銑寬度48mm的內(nèi)表面10去毛刺11終檢3.3確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下表：加工表面基本尺寸毛坯尺寸公差機械加工余量（單側(cè)）毛坯尺寸撥爪寬48面48（+0.7，-0.3）354撥爪寬8左側(cè)面8（+0.5，-0.2）31118孔兩側(cè)端面39（+0.5，-0.2）34530臺階頂面20（+0.5，-0.2）32320外圓頂面42（+0.5，-0.2）34520外圓柱面20（+0.5，-0.2）326內(nèi)孔18不鑄出內(nèi)孔8/13不鑄出3.4切削用量及切削時間的確定工序：

16、鉆擴鉸18的孔要求：鉆擴鉸18mm機床：立式鉆床Z525切削用量及基本工時：1鉆孔：18mm選擇16.1高速鋼錐柄標準麻花鉆D=16.1，L=223，L1=125F機=0.7mm/r，切削手冊表2.7Vc查=13m/min，切削手冊表2.15機床選取n機=272r/min 工藝手冊表4.2-15所以實際切削速度V=13.75m/min基本工時：L=39mm，l2=4mm，查工藝手冊表6.2-5公式計算T=0.24min(2)擴孔18mm選擇17.75高速鋼錐柄擴孔鉆，工藝手冊3.1-8根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴18孔時進給量f=0.6-0.7，并根據(jù)機床選取工藝手冊表4.2-16

17、F機=0.62mm/r切削速度：查切削手冊表2.13的Vc鉆=17m/min所以機床選取n機=392r/min實際切削速度：V=21.85m/min基本工時：L=39 l2=3,根據(jù)工藝手冊6.2-5公式計算,T=0.17min(3)鉸孔18-0.027mm選擇18錐柄機用鉸刀，工藝手冊3.1-17D=18，L=213，L1=56查切削手冊表2.25Vc鉸=6-10m/minf=0.2-0.4mm/r根據(jù)工藝手冊表4.2-16，選取f=0.28mm/r，所以機床選取n機=195r/min實際切削速度：V=11.02m/min基本工時：L=39 l2=3,根據(jù)工藝手冊6.2-5公式計算,T=0.

18、77工序：加工20外圓及端面（1）粗車外圓，由于粗加工余量僅4mm，可一次走刀切完，故Ap=（26-22）/2=2mm進給量f，查切削手冊表1.4的f=0.3-0.4mm/r查工藝手冊表4.2-8，f=0.4mm/r切削速度查表vc=80m/min切削速度修正系數(shù)為ktv=0.85,krtv=1.06,kav=0.9,切削表1.28，故Vc=vtkv=64.872m/min根據(jù)表1.27查得相近較小的機床轉(zhuǎn)速為n=900r/min,所以實際的切削速度為Vc=62.172m/min?；竟r：T=60*L*D/（1000*f*n）=0.25min（2）精車外圓，加工余量2mm，可一次走刀切完，故

19、Ap=（22-20）/2=1mm進給量f，查切削手冊表1.4的f=0.3-0.4mm/r查工藝手冊表4.2-6，f=0.3mm/r切削速度查表vc=60m/min切削速度修正系數(shù)為ktv=0.85,krtv=1.06,kav=0.9,切削表1.28，故Vc=vtkv=64.872m/min根據(jù)表1.27查得相近較小的機床轉(zhuǎn)速為n=900r/min,所以實際的切削速度為Vc=56.52m/min。基本工時：T=60*L*D/（1000*f*n）=0.31min工序：鉆13/8的孔(1) 鉆孔：6mm選擇6高速鋼錐柄標準麻花鉆D=6，L=138，L1=57F機=0.18-0.22mm/r，選取0.

20、20mm/r，切削手冊表2.7Vc查=25m/min，切削手冊表2.15機床選取n機=1400r/min 工藝手冊表4.2-15所以實際切削速度V=26.376m/min基本工時：L=57mm，l2=4mm,查工藝手冊表6.2-5公式計算,T=0.17min(2) 擴孔8mm選擇8高速鋼錐柄擴孔鉆，工藝手冊3.1-8根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴8孔時進給量f=0.5-0.6，并根據(jù)機床選取工藝手冊表4.2-16F機=0.53mm/r切削速度：查切削手冊表2.13的Vc鉆=11m/min所以機床選取n機=500r/min實際切削速度：V=12.56m/min基本工時：L=57 l2=

21、3,根據(jù)工藝手冊6.2-5公式計算,T=0.19min(3) 擴孔13mm選擇13高速鋼錐柄擴孔鉆，工藝手冊3.1-8根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴18孔時進給量f=0.5-0.6，并根據(jù)機床選取工藝手冊表4.2-16,F機=0.53mm/r切削速度：查切削手冊表2.13的Vc鉆=16m/min所以機床選取n機=500r/min實際切削速度：V=20.41m/min基本工時：L=47 l2=3,根據(jù)工藝手冊6.2-5公式計算,T=0.15min工序：銑寬度8mm的兩端面（1）粗銑叉口前后兩側(cè)面進給量：根據(jù)簡明手冊表3.3得 切削速度：27m/min。，取nw=37.5r/min，實際

22、切削速度為：當nw=37.5r/min時，fm為：查閱工藝手冊表4.2-40，剛好有fm=60，故可直接選用該值。切削工時：行程則機動工時為（2）精銑叉口兩內(nèi)側(cè)面進給量：根據(jù)切削手冊表3.3得:切削速度：即15m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18。則取nw=125r/min故實際切削速度為：當nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為查閱工藝手冊表4.2-40，有fm=190與該值接近，故選用190。切削工時：行程工序：銑寬度48mm的內(nèi)表面（1）粗銑叉口前后兩側(cè)面進給量：根據(jù)簡明手冊表3.3得 切削速度：27m/min。，取nw=37.5r/min，

23、實際切削速度為：當nw=37.5r/min時，fm為：查閱工藝手冊表4.2-40，剛好有fm=60，故可直接選用該值。切削工時：行程則機動工時為（2）精銑叉口兩內(nèi)側(cè)面進給量：根據(jù)工藝手冊表3.3得:切削速度：即15m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18。則取nw=125r/min故實際切削速度為：當nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為查閱工藝手冊表4.2-40，有fm=190與該值接近，故選用190。切削工時：行程21第4章 夾具設計4.1 設計類型及機床選擇設計專門的夾具，能夠很好的提高生產(chǎn)效率，提高加工零件的質(zhì)量，同時還能夠減少勞動力。由指導老

24、師的分配了工序銑寬度48mm的內(nèi)表面的銑床專用夾具。根據(jù)課題，選擇了最重要的工序之一的銑面進行夾具設計。根據(jù)工藝規(guī)程可知，銑削加工采用立式銑床。如圖立式銑床是一種常見的機械加工裝備，立式銑床的主軸是垂直布置的，決定了他的加工方向是工作臺水平移動。在夾具設計時，要考慮到機床工作臺的進給方向和進給行程。圖4.1立式銑床4.2 定位方案的確定選擇定位面時應該遵循以下原則：選擇大而平整的平面或內(nèi)圓外圓進行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的裝夾、定位面所對應的裝夾位置應該結(jié)構牢固，在裝夾時保證不得有變形現(xiàn)象。本次設計利用孔及端面作為定位基準。任何物體在空間上確定位置需要限制6個自由度，分別是3個移動自由度和

25、3個旋轉(zhuǎn)自由度。對于本次設計夾具，用芯軸作為定位元件，芯軸軸肩端面限制1個移動自由度和2個旋轉(zhuǎn)自由度，芯軸外圓限制2個移動自由度，檔銷限制1個旋轉(zhuǎn)自由度。這樣空間的6個自由度就全部限制了，工件完全定位。選擇定位元件是夾具設計中的一項重要任務,直接影響工件相對于刀具的正確位置。根據(jù)夾具設計手冊可知機床的定位元件有很多種，如定位板、定位銷、支承釘、定位芯軸、V型塊等。本次設計選擇定位元件為：定位芯軸、檔銷。4.3 夾緊方案的確定設計夾緊裝置應遵循以下原則：工件不移動原則；工件不變形原則；工件不振動原則；安全可靠原則；經(jīng)濟實用原則； 使用開口墊圈及螺母作為夾緊元件，夾緊快速方便。夾緊元件有：軸肩螺母

26、、開口墊圈。圖4.2 夾緊機構4.4定位誤差分析一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。4.5切削力和夾緊力的計算切削力計算：根據(jù)機械加工工藝師手冊表30-19中公式，查加工零件時鋸片銑刀的切削力計算公式為:公式中各參數(shù)含義如下：各種銑刀加工不同材料的切削參數(shù)，對于鋸片銑刀加工

27、取：高速鋼銑刀切削力的修正系數(shù)，對于零件取1.0：銑削時各分力與圓周力的比值取:其余參數(shù)根據(jù)機械加工工藝數(shù)值帶入計算得:夾緊力計算：分析工件夾具中的受力情況：切削力方向為孔的軸線方向，夾緊力垂直于切削力方向，由定位面與定位元件之間的摩擦力平衡切削軸向力，工件材料為鑄鋼，摩擦系數(shù)為0.5 ：式中為摩擦力，為靜摩擦因素，為正壓力，帶入式得：=3746 N，則實際夾緊力F=K，K為安全系數(shù)。K= K=1.21.21.01.01.0=1.44F=1.443746=3954N4.6夾具設計簡要操作說明將零件在定位芯軸上固定后，旋轉(zhuǎn)零件使零件外表面與檔銷接觸，調(diào)節(jié)支撐進行調(diào)節(jié)，使零件平面平行，通過對刀塊確保零件到達平行位置，擰緊螺母，壓緊開口墊圈的同時壓緊零件。圖4.3 夾具裝配圖結(jié) 論回顧起此次夾具設計，中間遇到了很多的困難和疑惑，每次遇到巨大的困難和疑問 埋