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寧XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(論文)
填料箱蓋零工藝規(guī)程與夾具設(shè)計
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
本文是對填料箱蓋零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對填料箱蓋零件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具.
機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計兩套氣動夾具。
關(guān)鍵詞：填料箱蓋，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
3
Abstract
This article is about the packing box cover parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design with two sets of pneumatic fixture.
Key words: packing box cover, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 2
Abstract 3
目 錄 4
第1章 緒論 7
1.1 機械加工工藝概述 7
1.2機械加工工藝流程 7
1.3夾具概述 8
1.4機床夾具的功能 8
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 9
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 9
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 10
第2章 零件的分析 11
2.1 零件的作用 11
2.2 零件的工藝分析 11
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 11
3.1 毛坯的制造形式 11
3.2 基準(zhǔn)面的選擇 11
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 12
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 12
3.3 制訂工藝路線 12
3.3.1 工藝線路方案一 12
3.3.2工藝路線方案二 13
3.3.3 工藝方案的比較與分析 13
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 14
3.5 確定切削用量及基本工時 15
3.5.1 工序Ⅰ：銑削端面 15
3.5.2 工序Ⅱ：粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角 16
3.5.3工序Ⅲ 鉆擴mm、及锪孔。轉(zhuǎn)塔機床C365L 19
3.5.4 工序Ⅳ 鉆6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24 21
3.5.5 工序Ⅴ：精銑Φ65mm的外圓及與Φ80mm端面 23
3.5.6工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜mm孔 25
3.5.7 工序Ⅶ：銑Φ60孔底面 25
3.5.8 工序Ⅷ：磨Φ60孔底面 26
3.5.9工序Ⅸ： 鏜Φ60mm孔底溝槽 27
3.5.10 工序Ⅹ： 研磨Φ60mm孔底面 27
第4章 氣動夾具主要各部分的設(shè)計 28
4.1氣壓缸設(shè)計計算 28
4.2氣壓缸工作壓力設(shè)定 28
4.3確定系統(tǒng)工作壓力 28
4.4確定氣壓缸的尺寸 28
4.5氣壓缸缸蓋設(shè)計 30
第5章 氣壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計 31
5.1 制定系統(tǒng)方案 31
5.2擬定氣壓系統(tǒng)圖 31
第6章 鉆孔夾具設(shè)計 32
6.1 問題的指出 32
6.2 夾具設(shè)計 32
6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 32
6.2.2 切削力及夾緊力的計算 32
6.3 定位誤差的分析 33
6.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 33
第7章 銑床夾具設(shè)計 34
7.1問題的指出 34
7.2定位基準(zhǔn)的選擇 34
7.3 定位方案和元件設(shè)計 34
7.4 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 34
7.5定位誤差的計算 34
7.6 本章小結(jié) 34
總結(jié) 35
參 考 文 獻(xiàn) 36
第1章 緒論
1.1 機械加工工藝概述
機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。
機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機械加工工藝流程
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
1.3夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。
“工欲善其事，必先利其器。”
工具是人類文明進步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(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。機床夾具對零件加工的質(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。
1.4機床夾具的功能
在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。
（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。
6）提高機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個方面。
精密化
隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標(biāo)準(zhǔn)化
機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
35
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
題目所給定的零件是解放牌汽車的填料箱蓋（附圖1），其主要作用是保證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空！當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻！保持水泵的正常運行。
2.2 零件的工藝分析
填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（查表1.4-28《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》）
1． 以ф65H5（）軸為中心的加工表面。
包括：尺寸為ф65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為ф80的與ф65H5（）相接的肩面, 尺寸為ф100f8()與ф65H5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為ф60h5()與ф65H5（）同軸度為0.025的孔.
2.以ф60h5()孔為中心的加工表面.
尺寸為78與ф60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨.
3. 以ф60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H.
4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求.
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
3.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)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，加工工
藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：
當(dāng)中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。
采用錐堵或錐套心軸。
精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找正。
3.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1 工藝線路方案一
工序Ⅰ 銑削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф85，ф75，ф155外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅳ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅴ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面.
工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8（孔。
工序Ⅶ 銑ф60孔底面
工序Ⅷ 磨ф60孔底面。
工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 去毛刺，終檢。
3.3.2工藝路線方案二
工序Ⅰ 車削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф85，ф75，ф155外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅳ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面.
工序Ⅴ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8（孔。
工序Ⅵ 銑ф60孔底面
工序Ⅶ 磨ф60孔底面。
工序Ⅷ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅸ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅹ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅺ 去毛刺，終檢。
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圓面和ф60H8（孔。；方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應(yīng)車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。
但是仔細(xì)考慮，在線路二中，工序Ⅳ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面.
然后工序Ⅹ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。
這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：
工序Ⅰ 車削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф85，ф75，ф155外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅳ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅴ 精車65外圓及與80相接的端面.
工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8（孔。
工序Ⅶ 銑ф60孔底面
工序Ⅷ 磨ф60孔底面。
工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 去毛刺，終檢。
以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“填料箱蓋”零件材料為HT200，硬度為HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機器造型鑄造毛坯。
根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
（1） 外圓表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考慮到尺寸較多且
相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為ф84、ф104、ф160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除ф65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車就可滿足加工要求,以ф155為例,2Z=5mm已能滿足加工要求.
（2） 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查《機械制造工藝設(shè)計簡明
手冊》（以下簡稱〈〈工藝手冊〉〉表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向>100~160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表2.2-4,其余量值規(guī)定為3.0~3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。
（3）內(nèi)孔。毛坯為實心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為
6.3,鉆——擴即可滿足要求。
（4）內(nèi)孔ф60H8()。要求以外圓面ф65H5（）定位，鑄出毛坯孔ф30。
查表2.3-9,
粗鏜ф59.5 2Z=4.5
精鏜 ф59.9 2Z=0.4
細(xì)鏜ф60H8() 2Z=0.1
(5) ф60H8()孔底面加工.
按照<<工藝手冊>>表2.3-21及2.3-23
1. 研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010
2. 磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3
3. 銑削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69
(6)底面溝槽.采用鏜削,經(jīng)過底面研磨后鏜可保證其精度.
Z=0.5
(7) 6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。
1．6—孔可一次性直接鉆出。
2．查〈〈工藝手冊〉〉表2.3—20得攻螺紋前用麻花鉆直徑為ф8.5的孔。
鉆孔 ф8.5
攻螺紋 M10
3.5 確定切削用量及基本工時
3.5.1 工序Ⅰ：銑削端面
本工序采用計算法確定切削用量
加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
加工要求：銑ф65、ф155端面表面粗糙度值R 為6.3。
機床：X6132臥式銑床。
刀具：刀片材料為YG6，
計算切削用量
（1） 銑削ф65、ф155兩端面
確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進給量f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時,以及工件直徑為ф160時。
f=0.5~0.7mm/r
按C620—1車床說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.5 mm/r計算切削速度: 按《切削手冊》表1.27,切削速度的
計算公式為
V=(m/min)…………………………2.1
式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)k見《切削手冊》表1.28,即
k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97
所以
V=
=66.7(m/min)
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
n===253(r/min)
按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與253r/min相近的機床
轉(zhuǎn)速有230r/min及305r/min?，F(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min，
則速度損失較大。所以實際切削速度 V=80m/min
計算切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1,取
L==42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.59(min)
（2） 粗車ф160端面
確定機床主軸轉(zhuǎn)速:
n===133(r/min)
按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與133r/min相近的機床
轉(zhuǎn)速有120r/min及150r/min?，F(xiàn)選取150r/min。如果選120m/min，
則速度損失較大。所以實際切削速度 V=75.4m/min
計算切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1,取
L==80mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==2.21(min)
（3） 粗車160與104連接之端面
L==28mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.82(min)
3.5.2 工序Ⅱ：粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角
切削深度:先84車至80以及104車至100。
進給量: 見《切削手冊》表1.4
V=(m/min)
=
=66.7(m/min)
確定機床主軸轉(zhuǎn)速:
n===204(r/min)
按機床選取n=230 r/min。所以實際切削速度
V===75.1 m/min
檢驗機床功率: 主切削力
F=CFafvk…………………………………2.2
式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15
k=(
k=0.73
所以
F=900
切削時消耗功率
P=
由《切削手冊》表1.30中C630-1機床說明書可知, C630-1主電動機功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時,主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機床功率足夠,可以正常加工。
檢驗機床進給系統(tǒng)強度:已知主切削力F=598N,徑向切削力F按《切削手冊》表1.29所示公式計算
F=CFafVk………………………………2.3
式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0
k=(
k=0.5
所以
F=530
而軸向切削力
F=CFafvk
式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0
k=(
k=1.17
軸向切削力
F=450
取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3550N(見<<切削手冊>>表1.30),故機床進給系統(tǒng)可正常工作。
切削工時：
t=
式中： L=105mm, L=4mm, L=0
所以
t=
（2） 粗車65外圓
實際切削速度
V==
計算切削工時： 按<<切削手冊>>表6.2-1，取
L=17mm, L=3mm, L=0mm
t=
（2） 粗車75外圓
取 n=305r/min
實際切削速度
V==
計算切削工時： 按<<切削手冊>>表6.2-1，取
L=83mm, L=3mm, L=0mm
t=
（3） 粗車100外圓
取 n=305r/min
實際切削速度
V==
計算切削工時： 按<<切削手冊>>表6.2-1，取
L=15mm, L=3mm, L=0mm
t=
（4） 車槽.采用切槽刀，r=0.2mm
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表27-8
取 f=0.25mm/r
n=305r/min
計算切削工時
L=9mm, L=3mm, L=0mm
t=
3.5.3工序Ⅲ 鉆擴mm、及锪孔。轉(zhuǎn)塔機床C365L
（1） 鉆孔
f=0.41mm/r
（見《切削手冊》表2.7）
r=12.25m/min
（見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
按機床選?。?
=136r/min（按《工藝手冊》表4.2-2）
所以實際切削速度
切削工時計算：
， =10mm， =4mm
=
（2） 鉆孔mm
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關(guān)系為
f=（1.2~1.3）
v=（）
公式中、為加工實心孔時的切削用量，查《切削手冊》
得 =0.56mm/r（表2.7）
=19.25m/min（表2.13）
并令： f=1.35
=0.76mm/r
按機床取f=0.76mm/r
v=0.4=7.7m/min
按照機床選取
所以實際切削速度：
切削工時計算：
， ，
=
（3） 锪圓柱式沉頭孔
根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3，故
f=
按機床取f=0.21mm/r
r=
按機床選取：
所以實際切削速度為：
切削工時計算：
， ，
=
3.5.4 工序Ⅳ 鉆6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24
（1） 鉆6-13.5
f=0.35mm/r
V=17mm/min
所以 n==401(r/min)
按機床選取：
所以實際切削速度為：
切削工時
， ， 則：
=
t=6t=60.157=0.942min
（2） 鉆2底孔Φ8.5
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以n==487r/min
按機床選取
實際切削速度
切削工時
， ， 則：
=
（3） 4深20，孔深24，底孔Φ8.5
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以 n==487r/min
按機床選取
實際切削速度
切削工時
， ， 則：
=
（4） 攻螺紋孔2
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機床選取
則
實際切削速度
計算工時
， ， 則：
=
（5） 攻螺紋4-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機床選取
則
實際切削速度
計算工時
， ， 則：
=
3.5.5 工序Ⅴ：精銑Φ65mm的外圓及與Φ80mm端面
銑X6132
（1） 精銑端面
Z=0.4mm
計算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=90min）
式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28
所以
按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2-8）與1023r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。
所以實際切削速度
計算切削工時
按《工藝手冊》表6.2-1取
， ， ， 則：
=
（2） 精車Φ65外圓
2Z=0.3
f=0.1mm/r
式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28
所以
所以實際切削速度
計算切削工時
， ， 則：
=
（3） 精車外圓Φ100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
取
實際切削速度
計算切削工時
， ， 則：
=
3.5.6工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜mm孔
（1） 粗鏜孔至Φ59.5mm
2Z=4.5mm則
Z=2.25mm
查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
， ， 則：
=
（2） 精鏜孔至Φ59.9mm
2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
計算切削工時
， ， 則：
=
（3） 細(xì)鏜孔至mm
由于細(xì)鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。
f=0.1mm/r
=425r/min
V=80m/min
3.5.7 工序Ⅶ：銑Φ60孔底面
銑床：X63
銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度：參照有關(guān)手冊，確定v=15m/min
=477.7r/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39）
取 =475r/min
故實際切削速度為：
當(dāng)時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為
查機床說明書，剛好有故直接選用該值。
計算切削工時
L=（60mm-30mm）=30mm
倒角1x45°采用90°锪鉆
3.5.8 工序Ⅷ：磨Φ60孔底面
①．選擇磨床：
選用MD1158（內(nèi)圓磨床）
②．選擇砂輪：
見《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為A36KV6P 20x6x8mm
③．切削用量的選擇：
砂輪轉(zhuǎn)速 ，m/s
軸向進給量
徑向進給量
④．切削工時計算：
當(dāng)加工一個表面時
（見《工藝手冊》表6.2-8）
式中 L：加工長度 L=30mm
b：加工寬度 b=30mm
：單位加工余量 =0.2mm
K： 系數(shù) K=1.1
r： 工作臺移動速度（m/min）
：工作臺往返一次砂輪軸向進給量
： 工作臺往返一次砂輪徑向進給量
則
3.5.9工序Ⅸ： 鏜Φ60mm孔底溝槽
內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm
3.5.10 工序Ⅹ： 研磨Φ60mm孔底面
采用手工研具進行手工研磨：Z=0.01mm
第5章 加工2XM10孔夾具設(shè)計
5.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工2XM10孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
5.2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對加工前，平面進行了粗、精銑加工，底面進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：
夾緊方式用操作簡單，通用性較強的鉸鏈移動壓板來夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。
5.3 切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭 M10底孔直徑8。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
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=
在計算切削力時,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 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉(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)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
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)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機床夾具設(shè)計手冊》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(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。
5.4 誤差分析與計算
該夾具以一銷定位，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。
與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
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)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
5.5定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：
表3.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
20
16
20
～0.011
22
5
1
4
M12
4
4.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
圖6.1 可換鉆套
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
5.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設(shè)計的基本要求
（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯
夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。
（4）應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
5.8夾具設(shè)計及操作的簡要說明
為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
總結(jié)
本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。
在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。
填料箱蓋零工藝規(guī)程氣動夾具設(shè)計畢業(yè)論文
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．
[3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．
[4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000．
[5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10．
[6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4
[7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5．
[8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003．
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[11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007
[12] 王光斗．機床夾具設(shè)計手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8．
致謝
在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計就會做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設(shè)計的進展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計。
在論文工作中，得到了機電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計之時，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！