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轉(zhuǎn)向器殼體工藝規(guī)程及
專用夾具設計
學生姓名：
學生學號：
院（系）：
年級專業(yè)：
指導教師：
2017年06月
.
摘要
能通過運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到實踐知識，正確的解決一個零件在加工過程中的定位.夾緊以及工藝路線安排以及工藝尺寸的確定等問題，確保證零件的加工的質(zhì)量
學會使用圖表資料以及手冊，掌握與本設計有關的各種資料的名稱及出處，能夠做到熟練的使用。所以，它在我們的大學的生活當中占有比較重要的地位。就我自己個人來說，我希望能夠經(jīng)過這次的課程設計對自己未來從事的工作，進行一次適應性的訓練，從中鍛煉自己考慮問題以及解決問題的能力，為自己今后的工作打下一個比較良好的基礎。因為能力有所限制，設計當中可能會有不足的地方，懇請各位老師給予批評與指正。
Abstract
Can through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle school to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes.
目 錄
1 轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝規(guī)程設計 2
1.1 零件的分析 2
1.1.1零件的作用 2
1.1.2零件的工藝分析 2
1.2孔和平面的加工順序 2
1.3轉(zhuǎn)向器殼體加工定位基準的選擇 3
1.4轉(zhuǎn)向器殼體加工主要工序安排 3
2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5
3確定切削用量及基本工時 5
4 專用夾具設計 13
4.1.1鉆左端平面4-M8孔夾具設計 13
4.1.2定位基準的選擇 13
4.1.3切削力及夾緊力的計算 13
4.1.4誤差分析與計算 14
4.1.5夾具設計及操作的簡要說明 15
結(jié)論 20
致 謝 21
1 轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝規(guī)程設計
1.1 零件的分析
1.1.1零件的作用
本課題老師所指定的是轉(zhuǎn)換器殼體零件的工藝和夾具的設計，轉(zhuǎn)換器殼體的主要的作用，對里面零部件所起到容納以及支撐的作用，使它們滿足規(guī)定的相對的位置，能夠起到正常需要的作用以及足夠的精度，并且它還具有安全保護與密封及防塵和隔震的作用，還有起到了保護內(nèi)部的零件能夠不受到外部不好環(huán)境因數(shù)侵害的作用。因此在平常的生活工作當中使用得比較廣泛，也因此起到啦比較重要的作用。
1.1.2零件的工藝分析
工件的材料是RUT340，生產(chǎn)工藝不復雜，鑄造的性能不錯，減震性能也較好。殼體零件所需要加工的表面和加工面的位置的要求。分析如下幾點：
（1）主要的加工表面：
1）粗精銑52孔端平面要保證尺寸到174mm平行度的誤差到0.03
2）粗精銑銑106左面，106mm厚度至平面平行度誤差是0.02
3）粗精銑臺階孔右側(cè)面平面等尺寸要求，，并要保證各位誤差的要求
4）鉆φ52孔端4-M8孔
5）鉆2-M14孔
6）鏜φ35孔
7）鉆攻8-M8孔
7）鏜φ35孔
（2）主要的基準表面：
1）以鏜φ35孔及平面當作基準的加工的表面
此組加工的表面所包括：零件的左側(cè)表面各個孔與端表面
2）以側(cè)面當作基準加工的表面
這組所要加工的表面所包括：主要要加工的是φ35孔及平面。
1.2孔和平面的加工順序
轉(zhuǎn)向器殼體零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工轉(zhuǎn)向器殼體上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。轉(zhuǎn)向器殼體的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。
轉(zhuǎn)向器殼體零件的加工工藝應遵循粗先加工基準面的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。這樣處理還有一個好處就是在粗加工以后零件表面有應力集中的現(xiàn)象，粗精分開可以在粗加工以后進行熱處理以消除應力。
1.3轉(zhuǎn)向器殼體加工定位基準的選擇
（1）選取粗加工基準 相對本殼體工件來講，根據(jù)互為的加工基準的選取的原則，選取本殼體的左平面來當作要加工的粗加工的基準，利用左面定位塊支承和端面來作為主要的定位的基準，來控制z，z，y，y，五個的自由度。然后以一面來定位消除x，向的自由度，以滿足定位的目的。
（2）選取精加工基準，主要就要分析到加工基準重合的問題，與方便裝夾的方案，選擇已經(jīng)加工完成的35孔來當作零件精加工的基準。
1.4轉(zhuǎn)向器殼體加工主要工序安排
對于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。轉(zhuǎn)向器殼體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。制定工藝路線的出發(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)綱領確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。按照先加工基準面及先粗后精的原則，確定工藝路線：
方案1
1
工 序 號
工 名 序 稱
工序內(nèi) 容
1
鑄造
鑄造
2
時效
時效
3
鏜
鏜φ35孔
4
鏜
鏜φ52孔
5
鉆
鉆φ52孔端4-M8孔
6
鉆
鉆左端平面4-M8孔
7
鉆
鉆2-M14孔
8
銑
粗,精φ52左端平面
9
銑
粗,精銑φ52右平面
10
銑
粗精銑左側(cè)面
11
銑
粗精銑臺階孔右側(cè)面
12
鉗工
去毛剌
13
檢
終檢
方案2
工 序 號
工 名 序 稱
工序內(nèi) 容
1
鑄造
鑄造
2
時效
時效
3
銑
粗,精φ52左端平面
4
銑
粗,精銑φ52右平面
5
銑
粗精銑左側(cè)面
6
銑
粗精銑臺階孔右側(cè)面
7
鏜
鏜φ35孔
8
鏜
鏜φ52孔
9
鉆
鉆φ52孔端4-M8孔
10
鉆
鉆左端平面4-M8孔
11
鉆
鉆2-M14孔
12
鉗工
去毛剌
13
檢
終檢
上述兩個工藝方案的特點在于：方案二采用的基準統(tǒng)一原則，減少了加工誤差，從而能更好的保證加工精度，同時生產(chǎn)之間可以相通，粗精加工分開，對提高產(chǎn)品質(zhì)量有好處，對生產(chǎn)效率提高有效果。方案一不符合先面后孔的原則，對產(chǎn)品質(zhì)量沒有好處，，因此選用第二個方案很有好處。
以上工藝過程詳見機械加工工藝卡片。
2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
轉(zhuǎn)向器殼體零件材料為RUT340，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
生產(chǎn)的類型是中批量的生產(chǎn)的方式。因為零件毛坯選擇金屬模的鑄造成型,零件的毛坯的尺寸最終確定如下圖：
3確定切削用量及基本工時
工序 粗精銑左側(cè)面
粗銑左側(cè)面26
所給定的條件：
零件的材質(zhì)選擇RUT340，鑄造成型。
機床選擇X52K式銑床。
根據(jù)參考書[7]的表31—35
刀具選擇銑刀，材質(zhì)為硬質(zhì)合金三面刃的圓盤（面銑刀）， ，齒數(shù)選擇，選粗齒型的銑刀。
因為此單邊的余量是 mm
因此銑削加工的深度是：
進給量各個齒是：按照參考書[3]的表2.2-77，選擇銑加工的速度是：根據(jù)參考書[7]附表32—37，選擇。
銑床主軸的轉(zhuǎn)動速度： 式（2.1）
公式當中 V—銑削加工的速度；
d—銑刀的直徑。
根據(jù)公式2.3銑床主軸的轉(zhuǎn)動速度：
根據(jù)參考書[3]附表3.2-76
實際銑削加工的速度：
進給量：
機床工作臺每分鐘的進給量：
：按照參考書[7]附表2.6-87,
精銑左側(cè)面
已知條件：
箱體體的材質(zhì)選擇RUT340，鑄造成型。
銑床選擇X52K式銑床。
文獻資料[7]附表35—38
銑刀選用材質(zhì)銑刀或者面銑刀：， ，齒數(shù)選擇12，此銑刀為細齒。
精加工此平面的單邊的余量： mm
銑加工的深度：
每一個齒的進給量：按照參考書[7]附表31—36，選擇
銑加工的速度：根據(jù)參考資料[7]附表32—36，選擇
銑床主軸的轉(zhuǎn)動速度，根據(jù)公式（2.4）得：
根據(jù)參考資料[7]附表3.2-38
實際的銑削加工的速度：
由進給量，根據(jù)公式（1.3）有：
工作臺每分鐘的進給量：
粗銑加工的切削工時
被切削層的長度：根據(jù)殼體體毛坯的尺寸，
加工銑刀切入時的長度：
銑刀切出時的長度事：可得
走刀的次數(shù)是1
機動的時間的公式是：
由參考文獻[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時間得
精銑的切削工時
被切削層長度的：根據(jù)毛坯尺寸可知道
刀具切入長度的：精銑時為
刀具切出長度的：取得
走刀的次數(shù)為1
所需機動的時間：
差參考資料[5]附表2.6-49可以得到銑削加工的輔助的時間
鉆左端平面4-M8孔
機床：Z535立式鉆床
刀具：麻花鉆
切削深度：
進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》[1]表2.4-39，取
切削速度：參照《機械加工工藝手冊》[1]表2.4-41，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
（式3.5）
式中： ———— 鉆孔的孔徑
———— 鉆頭的主偏角
由實際鉆孔知道，取16mm,所以代入（式3.5）得：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
攻絲M8
切削深度：
進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》[1]表2.4-58，取
切削速度：參照《機械加工工藝手冊》[1]表2.4-60，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
機床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
（式3.6）
式中： ———— 鉆孔的孔徑
———— 絲攻的主偏角
經(jīng)查手冊得：=17.85mm，則代入（式3.6）得：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
孔加工機動時間：
本工序機動時間。
工序：粗,精銑φ52左平面
粗銑
機床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)的合金端面銑刀 機床齒數(shù)[10]
（1）粗銑
銑削深度：
每齒的進給量：據(jù)相關的《機械加工工藝手冊》中的表2.3.73，取
銑削速度：據(jù)相關的《機械加工工藝手冊》中的表2.3.81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：參照書籍《機械加工工藝手冊》中的表2.3.81,
機床刀具切入長度：
機床刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
精銑
銑削深度：
精銑每齒的進給量：參照書籍《機械加工工藝手冊》表2.3.73，取
精銑銑削的速度：參照書籍《機械加工工藝手冊》表2.3.81，取
機床傳動主軸的轉(zhuǎn)速：，取
精銑實際銑削速度：
精銑進給量：
精銑機床工作臺每分進給量：
精銑刀具切入長度：精銑時
精銑刀具切出長度：取
精銑走刀次數(shù)為1
精銑機床機動時間：
所以本工序機床機動時間
工序 鏜孔Φ52
機床：車床C516-A
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實際切削速度，：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
工序：鏜Φ35的孔
機床：C516-A車床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進給量：根據(jù)參考文獻表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=6.0mm。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-41取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
查參考文獻[3]，表2.5-37工步輔助時間為：2.61min
工序：鉆2-M14孔
孔的直徑式14mm。加工的機床選擇Z535的鉆床，加工的工序選用麻花鉆頭為Φ12。
進給的量：按照參考資料[5]附表2.5-39，選擇
切削加工的速度：根據(jù)參考書[5]附表2.4-46，選擇
根據(jù)公式（2.6）鉆床主軸的轉(zhuǎn)動速度：
，選擇
實際切削加工的速度：
被切削加工層的長度：
鉆頭切入的長度：
鉆頭切出的長度：
走刀的次數(shù)是1
按照參考書[5]附表2.3-46可以知道加工的輔助的時間
攻螺紋M14mm：
選取M14mm高速鋼機用的絲錐
f等于工件螺紋的螺距p，得
按鉆床選得
基本的加工工時：
工序 去毛刺，檢驗
5 專用夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工轉(zhuǎn)向器殼體零件時，需要設計專用夾具。
根據(jù)任務要求中的設計內(nèi)容，需要設計鉆左端平面4-M8孔夾具設計。加工孔的夾具將用于Z535鉆床，刀具分別為麻花鉆對工件上的孔進行加工。
5.1鉆左端平面4-M8孔夾具設計
利用本夾具主要用來底面4-M8孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
4.1．2定位基準的選擇
由零件圖可知：在對左端平面4-M8孔進行加工前，左端平面進行了粗、精銑加工，。因此，定位、夾緊方案有：
通過比較分析孔其加工， 從而保證其尺寸公差要求。
圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準來設計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制5個自由度。
4.1．3切削力及夾緊力的計算
鉆該孔時選用：鉆床Z535，刀具用高速鋼刀具。
由參考文獻[5]查表可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表得：
有：
安全系數(shù)K可按下式計算有：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[5]表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
取，，
查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構工作是可靠的。
4.1.4誤差分析與計算
該夾具以左端平面、孔為定位基準，要求保證被加工和孔粗糙度要求。該孔加工即可滿足要求。
由參考文獻[5]可得：
⑴定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=135mm ，得
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：
4.1.5夾具設計及操作的簡要說明
本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以左端平面平面、φ35孔及側(cè)面為定位基準，實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。
5 結(jié)論
轉(zhuǎn)向器殼體零件，鉆床夾具的設計具有很多相似性。通過對轉(zhuǎn)向器殼體零件加工工藝的制訂和夾具的設計，使我自己在大學對機械加工的知識有了更全面的掌握。
???轉(zhuǎn)向器殼體零件工藝規(guī)程制訂過程中，所需內(nèi)容包括零件工藝分析、加工路線的確定、切削用量的確定、工時定額的計算、加工余量的確定、定位誤差的分析，夾具設計等環(huán)節(jié)。這是我學習過的知識的一次大綜合的運用。通過對鉆床夾具的設計，讓我鞏固了工件在夾具中的定位、夾緊以及夾具精度的計算等知識，雖然在進行夾具設計時，遇到了不少的困難，但通過分析，解決了這些問題，讓我學習到了不少的東西。本次設計內(nèi)容都用電子文檔形式，增加了我的編輯電子文檔的操作熟練度，同時也提高了CAD操作熟練度，通過這次設計，自己也收集了很多關于機械方面的電子書籍。
??? 通過這次設計，我不僅學習到了許多新知識，而且很好的將以前學過的知識的復習和總結(jié)。同時也存在一些問題需要解決，但是最重要的是培養(yǎng)了我分析問題，解決問題的能力，有利于以后實際工作的需要。
參 考 文 獻
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287-312.
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287-312.
致 謝
在這次設計中，從剛開始的毫無頭緒，到最后的順利完工，一路走來頗為艱辛。在此，要十分感謝盧宗彪老師對我的教導，從開始的給課題，到后來的修改，找不足，再修改，再找不足等等……。感謝xxx老師給了我十分大的幫助，不但及時地發(fā)現(xiàn)我的不足之處，還給出正確的指導。
xxx老師給了我很大的幫助和指導。在這里我向他表示衷心的感謝，在我遇到難題無法解決時，是他耐心細致的講解使我的一個一個難題迎刃而解，xxx老師認真嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度，干凈利落的辦事作風，也深深地讓我敬佩。正是由于xxx老師諄諄的教誨，才使我能順利地完成課程設計。
由于本人水平有限，經(jīng)驗不足，設計中難免存在錯誤疏忽之處，希望各位老師能予批評和指出。