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機(jī)械制造 課程設(shè)計(jì)(論文) 題 目: 閥體KCSJ-08工藝及銑面夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 年 月 日 目 錄 目 錄 - 2 - 序 言 - 4 - 1 閥體的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 - 4 - 1.1閥體的作用 - 4 - 1.3閥體的工藝分析 - 5 - 1.4閥體的生產(chǎn)類型 - 6 - 2 確定毛坯、繪制毛坯圖 - 6 - 2.1選擇毛坯種類 - 6 - 2.2毛坯形狀的確定 - 7 - 2.3毛坯尺寸的確定 - 8 - 3 擬定閥體工藝路線 - 8 - 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 - 8 - 3.2表面加工方法的確定 - 8 - 3.3加工階段的劃分 - 9 - 3.4工序的集中與分散 - 10 - 3.5工序順序的安排 - 10 - 3.6確定閥體工藝路線 - 11 - 4 工藝裝備的選擇 - 12 - 4.1機(jī)床的選用 - 12 - 4.2刀具的選用 - 14 - 4.3量具的選用 - 14 - 5加工余量、工序尺寸的確定 - 14 - 5.1確定加工余量的目的 - 14 - 5.2工序余量的選用原則 - 14 - 5.3閥體零件的加工余量 - 15 - 6 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 - 15 - 6.1切削用量的計(jì)算 - 15 - 6.1.1粗銑下端面的切削用量計(jì)算 - 16 - 6.1.2精銑下端面的切削用量的計(jì)算 - 16 - 6.1.3鉆螺紋孔 - 17 - 6.2時(shí)間定額的計(jì)算 - 17 - 6.2.1基本時(shí)間的計(jì)算 - 17 - 6.2.2輔助時(shí)間的計(jì)算 - 18 - 6.2.3其他時(shí)間的計(jì)算 - 19 - 第7章 銑面夾具設(shè)計(jì) - 20 - 7.1 研究原始質(zhì)料 - 20 - 7.2 定位、夾緊方案的選擇 - 20 - 7.3切削力及夾緊力的計(jì)算 - 21 - 7.4 誤差分析與計(jì)算 - 23 - 7.5夾緊裝置的選用 - 25 - 7.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) - 25 - 7.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 - 26 - 結(jié)論 - 28 - 參考文獻(xiàn) - 29 - 序 言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)是以機(jī)械制造中的工藝問題為研究對象，實(shí)踐性較強(qiáng)的一門學(xué)科，通過對此門學(xué)科的課程設(shè)計(jì)，使我在下述各方面得到了鍛煉： ⒈能熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確的解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 ⒉提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 ⒊學(xué)會使用手冊及圖表資料。 ⒋培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。 通過對拔叉的工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《金屬切削機(jī)床概論》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《金屬切削原理與刀具》等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！ 1 閥體的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1閥體的作用 題目所給的零件時(shí)閥體，主要作用是通過螺紋與其他零件連接，達(dá)到控制流體開關(guān)、方向、壓力及流量。 1.2閥體的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度等級 表面粗糙度 um 形位公差mm 閥體下端面 72 IT10 6.3 閥體上端面 72 IT10 6.3 閥體前端面 57 IT10 6.3 閥體后端面 57 IT10 6.3 對于A垂直度0.06 28H7孔 28 IT8 3.2 φ35孔 35 IT12 12.5 φ36孔 36 IT12 12.5 φ22H8孔 22 IT8 3.2 對于B垂直度0.06 φ32H8孔 32 IT8 3.2 對于B垂直度0.06 M8螺紋孔 8 IT13 M6螺紋孔 6 IT13 1.3閥體的工藝分析 閥體是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，其加工內(nèi)孔的精度要求較高，此外還有上下端面，孔端面需要加工，對精度要去也很高。其內(nèi)孔對孔端面有垂直度要求，因?yàn)槠涑叽缇?，幾何形狀精度和相互位置精度以及表面質(zhì)量均影響閥是否能夠良好的密封，進(jìn)而影響其使用性能，因此它的加工時(shí)非常關(guān)鍵和重要的作用 1.4閥體的生產(chǎn)類型 根據(jù)設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)要求確定生產(chǎn)類型是大批大量 2 確定毛坯、繪制毛坯圖 2.1選擇毛坯種類 毛坯種類的選擇主要依據(jù)的是以下幾種因素： （1）設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的材料及機(jī)械性能； （2）零件的結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸； （3）零件制造經(jīng)濟(jì)性； （4）生產(chǎn)綱領(lǐng)； （5）現(xiàn)有的毛坯制造水平。 由零件圖可知零件材料為HT250，生產(chǎn)批量為大批大量，零件結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，所以選擇金屬型澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸較小，單邊余量不大，需要結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，所以選擇鑄件做毛坯。 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 2.2毛坯形狀的確定 毛坯形狀應(yīng)力求接近成品形狀，以減少機(jī)械加工余量。 （1）鑄件孔的最小尺寸，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表2-7可查得，鑄件孔的最小尺寸為10~20mm。 （2）鑄件的最小壁厚。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-7查得，鑄件的最小壁厚為4mm。 （3）鑄件的拔模斜度。鑄件垂直于分型面上，需要鑄造斜度，且各面的斜度數(shù)值應(yīng)盡可能一致，以便于制造鑄模。根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表2-8可得： 斜度位置 鑄造方法 金屬性鑄造 外表面 0°30′ 內(nèi)表面 1° （4）鑄件圓角半徑。鑄件壁部連接處的轉(zhuǎn)角應(yīng)有鑄造圓角。主要是為減少應(yīng)力集中，防止沖砂、裂紋等缺陷。一般為鄰壁厚度的1/3~1/5，中小鑄件圓角半徑為3~5mm。 （5）鑄件澆鑄位置及分型面選擇。鑄件的重要加工面或主要工作面一般應(yīng)處于底面或側(cè)面，應(yīng)避免氣孔、砂眼、疏松、縮孔等缺陷出現(xiàn)在工作面上；大平面盡可能朝下或采用傾斜澆鑄，避免夾砂或夾渣缺陷；鑄件的薄壁部分放在下部或側(cè)面，以免產(chǎn)生澆鑄不足的情況。 2.3毛坯尺寸的確定 選擇的毛坯鑄造方法是金屬模機(jī)器造型，零件的最大尺寸<250mm，鑄件的機(jī)械加工余量等級則為5~7級（查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表2-11），選擇6級。從《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4中查得全長94.5mm的加工余量為2.5mm，即該毛坯尺寸為99.5mm；全長為57mm的加工余量為2.5mm，即該毛坯的尺寸為62mm，加工余量為2 mm，即該毛坯的尺寸為 加工余量為1.5 mm ，即該毛坯的尺寸為，加工余量為2 mm，即該毛坯的尺寸為，加工余量為2.5 mm，即該毛坯的尺寸為，加工余量為1.5 mm，即該毛坯的尺寸為。 3 擬定閥體工藝路線 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺陷。選擇閥體上端面和前端面作為粗基準(zhǔn)。采用閥體上端面作為精基準(zhǔn)加工下端面及以前端面作粗基準(zhǔn)加工后端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該閥體零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇閥體下端面和后端面作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。閥體的下端面和后端面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位加工閥體上端面和前端面以及定位孔，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。 3.2表面加工方法的確定 根據(jù)閥體零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表 加工面 尺寸精度等級 表面粗糙度 加工方案 閥體下端面 IT10 6.3 粗銑—精銑 閥體上端面 IT10 6.3 粗銑—精銑 閥體前端面 IT10 6.3 粗車—精車 閥體后端面 IT10 6.3 粗車—精車 φ28H7孔 IT8 3.2 粗鏜—精鏜 φ35孔 IT12 12.5 粗鏜 φ36孔 IT12 12.5 粗鏜 φ22H8孔 IT8 3.2 粗鏜—精鏜 φ32H8孔 IT8 3.2 粗鏜—精鏜 M8螺紋孔 IT13 鉆孔—攻螺紋 M6螺紋孔 IT13 鉆孔—攻螺紋 3.3加工階段的劃分 該閥體加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工和精加工兩個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（閥體下端面和后端面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求，同時(shí)粗鏜內(nèi)孔；在精加工階段主要完成精銑平面和精鏜內(nèi)孔。 閥體零件的加工階段如表 加工階段 加工內(nèi)容 說 明 基準(zhǔn)面加工 粗銑上端面 以下端面和后端面為基準(zhǔn)，精加工各個(gè)端面 粗銑下端面 精銑下端面 精銑上端面 粗車前端面 粗車后端面 精銑后端面 精銑前端面 粗加工 粗鏜孔 、、孔相對于后端面有垂直度的要求，故應(yīng)該在一次裝夾中完成 粗鏜、 孔 鉆螺紋孔 精加工 精鏜孔 、、孔相對于后端面有垂直度的要求，故應(yīng)該在一次裝夾中完成 精鏜、 孔 3.4工序的集中與分散 選用工序分散原則安排閥體的加工工序。該閥體的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用普通型機(jī)床配以專用工、夾具，以降低其生產(chǎn)成本。 3.5工序順序的安排 機(jī)械加工工序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)，即閥體下端面和后端面。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，即閥體的下端面和后端面。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工閥體四個(gè)端面，在加工閥體的內(nèi)孔以及鉆孔、攻螺紋。 熱處理工序 鑄件為了消除殘余應(yīng)力，需在粗加工前、后各安排一次時(shí)效處理，在半精加工前、后各安排一次時(shí)效處理。 輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、終檢工序。 綜上所述，該閥體工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工----主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——熱處理——主要表面精加工。 閥體零件的機(jī)加工工序安排如表 加工階段 加工內(nèi)容 說 明 基準(zhǔn)面加工 粗銑上端面 基準(zhǔn)先行，先面后孔 先主后次，但次要加工表面的加工并非是安排在最后加工，次要表面的加工要考慮到對主要表面的加工質(zhì)量的影響 粗銑下端面 精銑下端面 精銑上端面 粗車前端面 粗車后端面 精車后端面 精車前端面 粗加工 粗鏜孔 、、孔相對于后端面有垂直度的要求，故應(yīng)該在一次裝夾中完成 粗鏜、 孔 鉆螺紋孔 精加工 精鏜孔 、、孔相對于后端面有垂直度的要求，故應(yīng)該在一次裝夾中完成 精鏜、 孔 3.6確定閥體工藝路線 工序Ⅰ：粗銑上端面 工序Ⅱ：粗、精銑下端面 工序Ⅲ：精銑上端面 工序Ⅳ：粗車前端面 工序Ⅴ：粗、精車后端面 工序Ⅵ：精車前端面 工序Ⅶ：鏜削孔（粗鏜和精鏜在一次裝夾中完成） 工序Ⅷ：鏜削孔（粗鏜和精鏜在一次裝夾中完成） 工序Ⅸ：鉆螺紋孔、鉆螺紋孔 工序Ⅹ ：攻螺紋 、攻螺紋 工序Ⅺ：去毛刺 工序Ⅻ：終檢 閥體零件加工工藝路線如表 工序號 加工內(nèi)容 說明 000 鍛造毛坯 010 粗銑上端面 020 粗銑下端面 留下精銑余量 030 精銑下端面 達(dá)到圖紙要求 040 精銑上端面 達(dá)到圖紙要求 050 粗車前端面 060 粗車后端面 留有精銑余量 070 精車后端面 達(dá)到圖紙要求 080 精車前端面 達(dá)到圖紙要求 090 粗鏜孔 留有精鏜余量 100 粗鏜、 孔 留有精鏜余量 110 鉆螺紋孔 120 精鏜孔 達(dá)到圖紙要求 130 精鏜、 孔 達(dá)到圖紙要求 140 攻螺紋 達(dá)到圖紙要求 150 去毛刺 倒角機(jī)去除銳邊毛刺 160 檢驗(yàn)入庫 4 工藝裝備的選擇 4.1機(jī)床的選用 工序號 加工內(nèi)容 機(jī)床設(shè)備 說明 000 鍛造毛坯 外協(xié) 010 粗銑上端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 020 粗銑下端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 030 精銑下端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 040 精銑上端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 050 粗車前端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 060 粗車后端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 070 精車后端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 080 精車前端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 090 粗鏜孔 T618 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 100 粗鏜、 孔 T618 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 110 精鏜孔 T618 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 120 精鏜、 孔 T618 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 130 鉆螺紋孔 Z5125A 常用，工作臺尺寸，機(jī)床電動機(jī)功率均合適 140 攻螺紋 絲錐 150 去毛刺 160 檢驗(yàn)入庫 4.2刀具的選用 銑刀 鏜刀 鉆頭 類型 鑲齒端銑刀 單刃鏜刀 麻花鉆 材料 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金 高速鋼 4.3量具的選用 銑平面采用的量具為游標(biāo)卡尺 鏜孔采用的量具為塞規(guī)和游標(biāo)卡尺 5加工余量、工序尺寸的確定 5.1確定加工余量的目的 為保證零件質(zhì)量，一般要從毛坯上切除一層材料。合理的選擇加工余量，對保證零件的加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有很重要的意義。若余量確定的過小，則不能完全切除上道工序留在加工表面上的缺陷層和各種誤差，也不能補(bǔ)償本道工序加工時(shí)工件的裝夾誤差，影響零件的加工質(zhì)量，造成廢品；余量確定的過大，不僅增加了機(jī)械加工量，降低了生產(chǎn)率，而且浪費(fèi)原材料和能源，增加了機(jī)床與刀具的消耗，使加工成本升高。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。 5.2工序余量的選用原則 （1）為縮短加工時(shí)間，降低制造成本，應(yīng)采用最小的加工余量 （2）加工余量應(yīng)保證得到圖樣上規(guī)定的精度和表面粗糙度。 （3）要考慮零件熱處理時(shí)引起的變形 （4）要考慮所采用的加工方法、設(shè)備以及加工過程中零件的可能變形。 （5）要考慮被加工零件的尺寸，尺寸越大，加工余量越大。因?yàn)榱慵某叽缭龃蠛?，由切削力、?nèi)應(yīng)力等引起零件變形的可能性也增大。 （6）選擇加工余量時(shí)，還要考慮工序尺寸公差的選擇。因?yàn)楣顩Q定加工余量的最大尺寸和最小尺寸。其工序公差不應(yīng)超過經(jīng)濟(jì)加工精度的范圍。 （7）本道工序余量應(yīng)大于上道工序留下的表面缺陷層厚度 （8）本道工序的余量必須大于上道工序的尺寸公差和幾何形狀公差。 5.3閥體零件的加工余量 根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)手冊表5-37——5-56確定孔、表面、螺紋的加工余量如下表： 加工工序 粗加工余量 精加工余量 下端面 1.5 1.0 上端面 1.5 1.0 后端面 1.5 1.0 前端面 1.5 1.0 1.5 1.2 0.8 1.2 0.8 1.5 1.0 1.5 1.0 1.2 6 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 6.1切削用量的計(jì)算 根據(jù)加工余量來確定銑削背吃刀量。粗銑時(shí)，為提高切削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量，一個(gè)工作行程銑完。半精銑時(shí)，背吃刀量一般為0.5～2mm；精銑時(shí)一般為0.1～1mm或更小。 6.1.1粗銑下端面的切削用量計(jì)算 （1）背吃刀量的確定 根據(jù)下端面的機(jī)械加工余量及粗銑時(shí)背吃刀量的確定原則，確定背吃刀量為1.5mm （2）進(jìn)給量的確定 由表1.4《切削用量簡明手冊》，在粗銑鑄鐵、刀桿尺寸為16mm25mm、以及工件直徑為60～100mm時(shí) f=0.6～1.2mm/r 所以選擇 f=1.0mm/r （3）銑削速度的計(jì)算 由表1.11《切削用量簡明手冊》，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金銑刀銑削166～181Mpa灰鑄鐵,,f1.0mm/r,切削速度υ1=80m/min。 切削速度的修正系數(shù)為（參見1.28《切削用量簡明手冊》），故 選擇 這時(shí)實(shí)際切削速度 6.1.2精銑下端面的切削用量的計(jì)算 （1）背吃刀量的確定 取。 （2）進(jìn)給量的確定 精加工進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度的限制。查表1.6《切削用量簡明手冊》，當(dāng)表面粗糙度為6.3μm，，υ=96.5m/min時(shí)，f=0.3～0.35mm/r。 選擇f=0.3mm/r。 （3）銑削速度的計(jì)算 根據(jù)表1.11，當(dāng)時(shí)， 切削速度的修正系數(shù)為1，故。 6.1.3鉆螺紋孔 （1）選擇高速鋼麻花鉆頭的切削用量 A、按加工要求決定進(jìn)給量：當(dāng)加工精度為IT12～I(xiàn)T13精度，時(shí)，。 由于，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)，則 B、按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量；當(dāng)，，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量。 C、按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8800N，進(jìn)給量為0.53。 （2）選擇高速鋼麻花鉆頭的切削速度 由表2.15《切削用量手冊》，HBS=161～181MPa的灰鑄鐵，。 切削速度的修正系數(shù)為：，故 6.2時(shí)間定額的計(jì)算 6.2.1基本時(shí)間的計(jì)算 （1）粗銑上端面 式中mm,故 （2）精銑上端面 式中mm,故 上下端面相互對稱，所以所用的加工時(shí)間是相同的。 （3）粗銑后端面 式中mm,故 （4）精銑后端面 式中mm,故 6.2.2輔助時(shí)間的計(jì)算 輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為=（0.15～0.2），取=0.15，則各工序的輔助時(shí)間分別為： 粗銑上端面的輔助時(shí)間：=0.150.20460=1.836s 精銑上端面的輔助時(shí)間：=0.150.12660=1.134s 粗銑后端面的輔助時(shí)間： 精銑后端面的輔助時(shí)間：=0.150.07260=0.648s 6.2.3其他時(shí)間的計(jì)算 除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于閥體的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%～7%，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%～4%，均取為3%，則各工序的其他時(shí)間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）（+）計(jì)算，它們分別為： 粗銑下端面的其他時(shí)間：+=6%（0.20460+1.836）=0.8445s 精銑下端面的其他時(shí)間：+=6%（0.12660+1.134）=0.5216s 粗銑后端面的輔助時(shí)間：+=6%(0.11760+1.053)=0.4822s 精銑后端面的其他時(shí)間：+=6%（0.07260+0.648）=0.298s 第7章 銑面夾具設(shè)計(jì) 7.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑M8螺紋孔面，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外， 由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強(qiáng)度。 7.2 定位、夾緊方案的選擇 定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。 因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，提高加工精度。圓臺外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個(gè)，一個(gè)固定V型塊限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動V型塊限制限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部6個(gè)自由度，屬于完全定位。 7.3切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：銑刀 D=50 面銑刀。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………2.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時(shí) T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時(shí)工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖4.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計(jì)算公式 即： 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)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(jī)構(gòu)。 7.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一個(gè)平面和和2個(gè)V型塊定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。 （2） 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量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，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 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297） 故，. 則. 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： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 7.5夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如下表： 表4.3 移動壓板參數(shù) 公稱直徑 L 6 45 20 8 6.6 7 M6 5 7.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮。 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。 （2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 （3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 （5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 7.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動自由度。此時(shí)雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 結(jié)論 閥體的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是對閥體的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。閥體的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過2個(gè)月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個(gè)過程中，對機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識有了更深的理解，增強(qiáng)了對本專業(yè)綜合知識運(yùn)用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2001.8 [2] 陸劍中，孫家寧，金屬切削原理與刀具。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2005.1 [3] 梁旭坤，焦建雄，機(jī)械制造基礎(chǔ)（公差，配合，材料熱加工分冊）。長沙：中南大學(xué)出版社 2006.6 [4] 王先逵，機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版）。北京：機(jī)械工業(yè)出版社2006.1 [5] 李益民，機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 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