氣門(mén)搖桿軸支座加工工藝工裝設(shè)計(jì)及銑端面夾具設(shè)計(jì)

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機(jī)床名稱(chēng) 機(jī)床型號(hào) 立式鉆床 Z525 夾具名稱(chēng) 夾具編號(hào) 專(zhuān)用鉆夾具 切削液 茶籽油 備注 安裝 工步 工步內(nèi)容 走刀 刀具 量具 切削速度S（m/min） 背吃刀量 進(jìn)給量f（mm/r） 1 1 鉆Φ13的通孔 2 麻花鉆 塞規(guī) 14.55 1mm 0.28 更改欄 工藝員 共 頁(yè) 工藝室主任 第 頁(yè) 主工藝師 更改單號(hào) 更改編號(hào) 更改者 日期 產(chǎn)品代號(hào) 機(jī)械加工工序卡 零（部）件名稱(chēng)及代號(hào) 工序名稱(chēng) 工序號(hào) 其他 銑左右端面 材料名稱(chēng) 材料牌號(hào) 鑄鐵 HT200 機(jī)床名稱(chēng) 機(jī)床型號(hào) 臥式銑床 X6132 夾具名稱(chēng) 夾具編號(hào) 專(zhuān)用銑夾具 切削液 乳化液 備注 安裝 工步 工步內(nèi)容 走刀 刀具 量具 切削速度S（m/min） 背吃刀量 進(jìn)給量f（mm/r） 1 1 粗銑左右端面 2 面銑刀 三用游標(biāo)卡尺 14.55 1mm 2.54 1 1 精銑左右端面 2 面銑刀 三用游標(biāo)卡尺 14.55 1mm 2.54 更改欄 工藝員 共 頁(yè) 工藝室主任 第 頁(yè) 主工藝師 更改單號(hào) 更改編號(hào) 更改者 日期 產(chǎn)品代號(hào) 機(jī)械加工工序卡 零（部）件名稱(chēng)及代號(hào) 工序名稱(chēng) 工序號(hào) 其他 鉆 材料名稱(chēng) 材料牌號(hào) 鑄鐵 HT200 機(jī)床名稱(chēng) 機(jī)床型號(hào) 立式鉆床 Z525 夾具名稱(chēng) 夾具編號(hào) 專(zhuān)用鉆夾具 切削液 茶籽油 煤油 備注 安裝 工步 工步內(nèi)容 走刀 刀具 量具 切削速度S（m/min） 背吃刀量 進(jìn)給量f（mm/min） 1 1 鉆Φ18通孔 2 麻花鉆 塞規(guī) 14.55 1mm 0.16 1 2 擴(kuò)孔至Φ19.8的孔 2 麻花鉆 塞規(guī) 30.8 1mm 0.4 1 3 鉸Φ20（+0.06-+0.1）的孔 1 浮動(dòng)鏈接的鉸刀 塞規(guī) 4 0.1mm 1.5 更改欄 工藝員 共 頁(yè) 工藝室主任 第 頁(yè) 主工藝師 更改單號(hào) 更改編號(hào) 更改者 日期 產(chǎn)品代號(hào) 機(jī)械加工工序卡 零（部）件名稱(chēng)及代號(hào) 工序名稱(chēng) 工序號(hào) 其他 銑 材料名稱(chēng) 材料牌號(hào) 鑄鐵 HT200 機(jī)床名稱(chēng) 機(jī)床型號(hào) 臥式銑床 X6132 夾具名稱(chēng) 夾具編號(hào) 專(zhuān)用銑夾具 切削液 乳化液 備注 安裝 工步 工步內(nèi)容 走刀 刀具 量具 切削速度S（m/min） 背吃刀量 進(jìn)給量f（mm/r） 1 1 銑3毫米的軸向槽 1 端銑刀 三用游標(biāo)卡尺 132.6 2.5mm 0.36 更改欄 工藝員 共 頁(yè) 工藝室主任 第 頁(yè) 主工藝師 更改單號(hào) 更改編號(hào) 更改者 日期 產(chǎn)品代號(hào) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 零（部）件代號(hào) 部件名稱(chēng) 備注 零件名稱(chēng) 零件材料 毛坯種類(lèi) 毛坯硬度 毛重/kg 凈重/kg 每車(chē)件數(shù) 氣門(mén)搖桿軸支撐座 HT200 鑄鐵 1 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 設(shè)備名稱(chēng) 夾具 刀具 量具 輔具 冷卻液 單件工時(shí)T 工人的技術(shù)等級(jí) 負(fù)荷/% 鑄造 外協(xié) 時(shí)效 外協(xié) 涂漆 外協(xié) 01 檢驗(yàn) 毛胚檢驗(yàn) 三用游標(biāo)卡尺 初級(jí)工 02 銑 銑上表面 X515 專(zhuān)用銑夾具 面銑刀 三用 游標(biāo)卡尺 刷子 乳化液 0.64 高級(jí)工 03 銑 銑下表面 X515 專(zhuān)用銑夾具 面銑刀 三用 游標(biāo)卡尺 刷子 乳化液 0.62 高級(jí)工 04 鉆 鉆兩個(gè)Φ13的孔 Z525 專(zhuān)用鉆夾具 麻花鉆 塞規(guī) 刷子 菜籽油 0.36 中級(jí)工 05 銑 粗精銑左右端面 X6132 專(zhuān)用銑夾具 面銑刀 三用游標(biāo)卡尺 刷子 乳化液 0.2 中級(jí)工 10 鉆擴(kuò)鉸 鉆Φ18的孔擴(kuò)孔至Φ19.8的孔鉸Φ20（+0.06-+0.1）的孔 Z525 專(zhuān)用鉆夾具 麻花鉆浮動(dòng)鏈接鉸刀 塞規(guī) 刷子 菜籽油煤油 0.63 中級(jí)工 13 銑 銑3毫米的軸向槽 X515 專(zhuān)用銑夾具 鋸割銑刀 三用游標(biāo)卡尺 刷子 乳化液 0.75 中級(jí)工 14 去毛刺 倒標(biāo)注角，去除加工中產(chǎn)生的毛刺 倒角機(jī) 初級(jí)工 15 檢驗(yàn) 主要面，孔的大小，位置精度 游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺 中級(jí)工 編制 審核 批準(zhǔn) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 產(chǎn)品代號(hào) 機(jī)械加工檢驗(yàn)卡 零（部）件名稱(chēng)及代號(hào) 工序名稱(chēng) 工序號(hào) 其它 簡(jiǎn)圖 編號(hào) 技術(shù)要求 檢 測(cè) 工 藝 重要性 自檢頻次 更改欄 檢驗(yàn)員 共 頁(yè) 質(zhì)檢室主任 第 頁(yè) 主質(zhì)檢師 更改單號(hào) 更改單號(hào) 更改者 日期 1 引言 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的重要保證和重要依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加深對(duì)課程基本理論的理解和加強(qiáng)對(duì)解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮極其重要的作用[1]。 利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量，機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度；提高生產(chǎn)率、降低成本，使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且易于實(shí)現(xiàn)多工位加工[2]。擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。 ?1.1 機(jī)械制造業(yè)及其現(xiàn)狀 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各條戰(zhàn)線上廣泛使用著大量的機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表等工藝裝備。這些工藝裝備的制造過(guò)程總稱(chēng)為機(jī)械制造，生產(chǎn)這些工藝裝備的工業(yè)即是機(jī)械制造業(yè)[3]。機(jī)械制造業(yè)的主要任務(wù)就是圍繞各種工程材料的加工技術(shù)，研究其工藝，并設(shè)計(jì)和制造各種工藝裝備。 機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和支柱，是向其他各部門(mén)提供工具、儀器和各種機(jī)械設(shè)備的技術(shù)裝備部。據(jù)西方工業(yè)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，機(jī)械制造業(yè)創(chuàng)造了60%的社會(huì)財(cái)富，完成45%的國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入。如果沒(méi)有機(jī)械制造業(yè)提供質(zhì)量?jī)?yōu)良、技術(shù)先進(jìn)的技術(shù)裝備，那么信息技術(shù)、新材料技術(shù)、海洋工程技術(shù)、生物工程技術(shù)、以及空間技術(shù)等新技術(shù)群的發(fā)展將會(huì)受到嚴(yán)重的制約。因此，一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。 機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)歷史悠久的產(chǎn)業(yè)，經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)發(fā)展過(guò)程。蒸汽機(jī)和電力的兩次工業(yè)革命使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了巨大變革，世界各國(guó)都逐漸充分重視、發(fā)展和應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)。經(jīng)過(guò)建國(guó)五十多年的發(fā)展，機(jī)械工業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)中產(chǎn)品門(mén)類(lèi)比較齊全，具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。改革開(kāi)放以來(lái)，機(jī)械工業(yè)引進(jìn)了大量的國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加上國(guó)內(nèi)自行研究開(kāi)發(fā)的成果，使機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)正向合理化方向發(fā)展，對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力日益明顯增強(qiáng)。 但是，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的機(jī)械制造仍存在階段性的差距。集中表現(xiàn)為制造技術(shù)的落后——在設(shè)計(jì)方法和手段、制造工藝、制造過(guò)程自動(dòng)化及管理技術(shù)諸方面都明顯落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。制造技術(shù)的落后嚴(yán)重制約了機(jī)械工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使我國(guó)機(jī)械傳動(dòng)工業(yè)的技術(shù)來(lái)源大部分依賴引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率低，機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量差，可靠性低，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力[4]。 1.2 機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化 常規(guī)工藝優(yōu)化的方向是實(shí)現(xiàn)高效化、精密化、強(qiáng)韌化、輕量化，以形成優(yōu)質(zhì)高效、低耗、少（無(wú)）污染的先進(jìn)實(shí)用工藝為主要目標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)備、輔助工藝、工藝材料、檢測(cè)控制系統(tǒng)的成套工藝服務(wù)，使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)采用[5]。 1.2.2 新型加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展 包括精密加工和超精密加工、微細(xì)加工、特種加工及高密度能加工、新硬材料加工技術(shù)、表面功能性覆蓋技術(shù)和復(fù)合加工，以適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代對(duì)制造工藝提出的更高、更新的制造模式。 1.2.3 自動(dòng)化等高新技術(shù)與工藝的精密結(jié)合 微電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)與工藝及設(shè)備的相結(jié)合，使傳統(tǒng)工藝面貌產(chǎn)生顯著、本質(zhì)的變化，如生產(chǎn)線自動(dòng)控制、在線檢測(cè)自適應(yīng)控制、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助裝備工藝設(shè)計(jì)和智能制造系統(tǒng)等。 中國(guó)的機(jī)械制造工業(yè)任重而道遠(yuǎn)，我們必須不斷開(kāi)拓進(jìn)取，改進(jìn)制造技術(shù)，使制造業(yè)達(dá)到一個(gè)新的高度。 1.3 設(shè)計(jì)目的 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)完了《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等技術(shù)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。通過(guò)工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到： （1） 掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力； （2） 掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力； （3） 掌握機(jī)床專(zhuān)用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)能力； （4） 學(xué)會(huì)使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會(huì)繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。 2 零件工藝性分析 2.1 零件的作用 氣門(mén)搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部，?20孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門(mén)搖桿，搖桿座通過(guò)兩個(gè)?13mm孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動(dòng)。 2.2 零件的工藝分析 由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為上端面、下端面，左、右端面，2-φ13mm孔和φ20mm以及3mm軸向槽的加工。φ20mm孔的尺寸精度與下端面0.05mm的平行度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)的傳動(dòng)精度及密封，2—?13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.05mm。因此，需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下端面作為精基準(zhǔn)，最后加工φ20mm孔與左右兩端面時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸線與兩端面相對(duì)下端面的位置精度。 由參考文獻(xiàn)[1]中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。 3 毛坯的選擇 3.1 毛坯的種類(lèi) 毛坯的種類(lèi)主要有碳鋼、合金鋼、不銹鋼與耐熱鋼、鑄鐵與黃銅、青銅、鋁合金；在選擇毛坯的制造方法時(shí)，首先考慮材料的工藝特性，如鑄鐵不能鍛造，這類(lèi)材料只能選擇鑄造；高碳鋼的鑄造性和焊接性都較差，一般都采用鍛造。 3.2 確定毛坯是應(yīng)考慮到的因素 在確定毛坯時(shí)應(yīng)考慮以下因素： (1)零件的材料及其力學(xué)性能 當(dāng)零件的材料選定之后，毛坯的類(lèi)型就大體確定了。例如，材料為鑄鐵的零件，自然應(yīng)選擇鑄造毛坯；而對(duì)于重要的鋼質(zhì)零件，力學(xué)性能要求高時(shí)，可選擇鍛造毛坯。 (2)零件的結(jié)構(gòu)和尺寸 形狀復(fù)雜的毛坯常采用鑄件，但對(duì)于形狀復(fù)雜的薄壁件，一般不能采用砂型鑄造；對(duì)于一般用途的階梯軸，如果各段直接相差不大，力學(xué)性能要求不高時(shí)，可選擇棒料做毛坯，倘若各段直徑相差較大，為了節(jié)省材料，應(yīng)選者鍛件[6]。 (3)生產(chǎn)類(lèi)型 當(dāng)零件的生產(chǎn)批量較大時(shí)，應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，這時(shí)毛坯制造增加的費(fèi)用可由材料費(fèi)減少的費(fèi)用以及機(jī)械加工減少的費(fèi)用來(lái)補(bǔ)償。 (4)現(xiàn)有生產(chǎn)條件 選擇毛坯類(lèi)型時(shí)，要結(jié)合本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場(chǎng)毛坯制造的實(shí)際水平和能力，外協(xié)的可靠性等。 (5)充分考慮利用新技術(shù)，新工藝和新材料的可靠性 為了節(jié)約材料和能源，減少機(jī)械加工余量，提高經(jīng)濟(jì)效益，只要有可能，就必須盡量采用精密鍛造，精密鑄造，冷擠壓。粉末冶金和工程塑料等新工藝，新技術(shù)和新材料[7]。 3.3 確定毛坯時(shí)的幾項(xiàng)工藝措施 實(shí)現(xiàn)少切削，無(wú)切削加工，是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。但是，由于毛坯制造技術(shù)的限制，加之現(xiàn)代機(jī)器對(duì)精度和表面質(zhì)量的要求越來(lái)越高，為了保證機(jī)械加工能達(dá)到質(zhì)量要求，毛坯的某些表面仍需留有加工余量。加工毛坯時(shí)，由于一些零件形狀特殊，安裝和加工不大方便，必須采取一定的工藝措施才能進(jìn)行機(jī)械加工。 3.4 毛坯的確定 零件材料是HT15-33。零件年產(chǎn)量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機(jī)器造型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 對(duì)于機(jī)器中的某一零件，可以采用多種不同的工藝過(guò)程完成。在特定條件下，總存在一種相對(duì)而言最為合理的工藝規(guī)程，將這個(gè)工藝規(guī)程用工藝文件的形式加以規(guī)定，由此得到的工藝文件統(tǒng)稱(chēng)工藝規(guī)程[8]。 4.1 工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù)文件，也是工廠和車(chē)間進(jìn)行設(shè)計(jì)或技術(shù)改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序和格式進(jìn)行，并隨技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。 (1)根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備（包括技術(shù)準(zhǔn)備）。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備工作，例如，關(guān)鍵技術(shù)的分析與研究；刀、夾、量具的設(shè)計(jì)、制造或采購(gòu)；設(shè)備改裝與新設(shè)備的購(gòu)置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程來(lái)展開(kāi)。 (2)機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。 (3)新建或擴(kuò)建車(chē)間(或工段),起原始依據(jù)也是機(jī)械加工工藝規(guī)程，根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程確定機(jī)床的種類(lèi)和數(shù)量，確定機(jī)床的布置和動(dòng)力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，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)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時(shí)間，所以粗基準(zhǔn)為上端面。加工左右兩端平面時(shí)，為了保證位置度求，采用一面兩孔定位，限制六個(gè)自由度，用下端面與兩φ13孔作為定位基準(zhǔn)。鏜削?20mm孔的定位夾緊方案為：用一菱形銷(xiāo)加一圓柱銷(xiāo)定位兩個(gè)?13mm的孔，再加上底面定位實(shí)現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類(lèi)型中。 精基準(zhǔn)的選擇：主要考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題，氣門(mén)搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則。?20孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單，可靠，操作方便。 4.3 制定工藝路線 制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本[9]。 4.3.1 工藝路線方案一 工序Ⅰ 鑄造 工序Ⅱ 涂漆 工序Ⅲ 車(chē)上端面 工序Ⅳ 鉆兩φ13通孔 工序Ⅴ 精銑下端面 工序Ⅵ 銑右端面 工序Ⅶ 鉆通孔￠18mm 工序Ⅷ 鏜孔φ20mm，孔口角1×45度 工序Ⅸ 銑左端面 工序Ⅹ 銑軸向槽 工序Ⅺ 檢驗(yàn) 工序Ⅻ 入庫(kù) 4.3.2 工藝路線方案二 工序Ⅰ 鑄造 工序Ⅱ 時(shí)效 工序Ⅲ 涂漆 工序Ⅳ 銑上端面 工序Ⅴ 粗,精銑下端面 工序Ⅵ 鉆兩φ13通孔 工序Ⅶ 銑右端面 工序Ⅷ 鉆通孔φ18 工序Ⅸ 鏜孔到φ20，孔口倒角1×45度 工序Ⅹ 銑左端面 工序Ⅺ 銑軸向槽 工序Ⅻ 檢驗(yàn) 工序ⅩⅢ 入庫(kù) 4.3.3 工藝方案的比較與分析 因左右兩端面均對(duì)φ20mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上φ20mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問(wèn)題還值得進(jìn)一步討論。如車(chē)上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車(chē)床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車(chē)削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故改動(dòng)銑削加工。工序05應(yīng)在工序06前完成，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì)2—?13mm通孔加工精度的影響。 通過(guò)以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過(guò)程詳見(jiàn)附表１和附表2，機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片。 4.4 毛坯尺寸的確定與機(jī)械加工余量 ?由于本零件材料為灰鑄鐵，由《工藝手冊(cè)得》，毛坯為雙側(cè)加工，MA為G，加工精度為8到10級(jí)，這里選取9級(jí)。則，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4得： 零件延軸線方向的加工余量為：2x2.5mm=5mm Ф100徑向加工余量為6mm，軸向加工余量為2x2.5mm=5mm Ф90徑向加工余量為2x2.5mm=5mm，軸向加工余量為2x2.5mm=5mm Ф45徑向加工余量為2x2.5mm=5mm 由《機(jī)械零件工藝性手冊(cè)》表：2-64得：Ф100，Ф90柱體圓角為：R=2mm；右端Ф45的圓角為：R=4mm；鑄件上的過(guò)渡部分尺寸確定為：R=5mm，C=3mm，H=15mm。 由以上資料得出毛坯尺寸圖。 4.5 確定切削用量及基本工時(shí) 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap、進(jìn)給量f及切削速度Vc 。 (2)確定方法是：確定切削深度——>確定進(jìn)給量——>確定切削速度． (3)具體要求是： ①由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除 在中等功率機(jī)床上一次走刀ap可達(dá)8mm～10mm。 ②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對(duì)粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 ③可用查表法或計(jì)算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度Vc機(jī)填入工藝文件中。 對(duì)粗加工，選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。 工序1 鉆2個(gè)φ13mm孔 (1)加工條件 工件材料：HT200正火，бb=220MPa，190～220HBS 加工要求：鉆擴(kuò)孔φ13mm 機(jī)床選擇：選用立式鉆床Z525（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-14） (2)確定切削用量及基本工時(shí) 選擇φ13mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》P84） d=13 L=238mm L1=140mm f機(jī)=0.48mm/r (見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.7和《工藝手冊(cè)》表4.2-16) Vc查=13m/min （見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.15） 按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min（按《工藝手冊(cè)》表4.2-15） 所以實(shí)際切削速度： m/min. 基本工時(shí):l=80mm l2=1mm～4mm(取4mm) 按《工藝手冊(cè)》表6.2-5公式計(jì)算1.24（min） 工序2 粗、精銑左右端面 (1) 粗銑 (a) 選擇刀具： 根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。 (b)確定銑削深度a p： 單邊加工余量Z=2±0.27，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則：a =２mm (C)確定每齒進(jìn)給量fz: 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14～0.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(xiàn)取：fz=0.18mm/z (d） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0mmm～1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。 (e） 確定切削速度Vc： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16可以查Vc：由 ap=２mm fz=0.18mm/z，查得 Vc=77mm/z n=245mm/z V?=385mm/z 根據(jù)X1632型立銑床說(shuō)明書(shū)（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (橫向) (f） 計(jì)算基本工時(shí)：l=47mm l2=2 T=0.14min (2)精銑 (a) 選擇刀具： 根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10 (b) 確定銑削深度ap： 由于單邊加工余量Z=1，故一次走刀內(nèi)切完，則：a p= 1 mm (c) 確定每齒進(jìn)給量fz： 由《切削手冊(cè)》表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14 mm/z～0.24mm/z，半精銑取較小的值?，F(xiàn)?。篺z=0.14mm/z (d) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0mm～1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。 (e) 確定切削速度Vc： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16可以查Vc：由 ap≤4mm ?z=0.14mm/z，查得： Vc=110mm/z n=352mm/z V?=394mm/z 根據(jù)X1632型立銑床說(shuō)明書(shū)（表4.2-35）nc=380 r/min V?c=400 mm/min (橫向) (f) 計(jì)算基本工時(shí)：l=40 mm l2 =2mm ? 所以本工序的基本時(shí)間為：T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min 工序3 粗鏜φ18工序 φ18粗鏜余量參考文獻(xiàn)[1]表3－83取粗鏜為1.8mm，粗鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為20H8。 孔軸線到底面位置尺寸為60mm，精鏜后工序尺寸為20.02±0.08mm，與下底面的位置精度為0.05mm，與左右端面的位置精度為0.06mm，且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06mm跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。 工序4 鉆孔φ18mm 選擇φ18mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》P84） d=18 L=238mm L1=140mm f機(jī)=0.48mm/r (見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.7和《工藝手冊(cè)》表4.2-16) Vc查=13m/min （見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.15） 按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min（按《工藝手冊(cè)》表4.2-15） 所以實(shí)際切削速度： 基本工時(shí)： l=80mm l2=1mm～4mm(取4mm) 按《工藝手冊(cè)》表6.2-5公式計(jì)算 1.10min 粗鏜孔時(shí)因余量為1mm,故ap=1mm, 查文獻(xiàn)[1]表2.4-8 取V=0.4m/s=24m/min 取進(jìn)給量為f=002mm/r n=1000V/πd=1000×24/3.14×20=380r/min 查文獻(xiàn)[1]得 pm=FzV×10-3 CF2=180, XFz=1 Yfz=0.75 nFz=0 Rfz=9.81×60°×180×2.75ˊ×0.2×0.75×0.4°×1 =1452 N P=0.58 kw 取機(jī)床效率為0.85 0.78×0.85=0.89kw>0.58kw 故機(jī)床的功率足夠。 下面計(jì)算工序09的時(shí)間定額 粗鏜時(shí)：L/(f×n)=45/0.2×380=7.5s 精鏜時(shí)：f取0.1mm/s L/(f×n)=45/0.1×380=15s 總機(jī)動(dòng)時(shí)間：T=7.5+15=0.38min 5 夾具的設(shè)計(jì) 5.1 夾具的概述 5.1.1 機(jī)床夾具的基本組成部分 (1)定位元件及定位裝置,它與工件的定位基準(zhǔn)相接處，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)之間的相對(duì)正確位置。 (2)對(duì)刀及引導(dǎo)元件,這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置，用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱(chēng)為對(duì)刀元件。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件，稱(chēng)為引導(dǎo)元件[10]。 (a)夾緊裝置,用于加緊工作,在切削時(shí)使使工件在夾具中保持既定位置。 (b)聯(lián)接元件,用以確定夾具在機(jī)床上的位置并于機(jī)床相連接 (c)夾具體,用以聯(lián)接夾具各元件或裝置，使之成為一個(gè)整體，并通過(guò)它將夾具安裝在機(jī)床上。 (d)其他聯(lián)接或裝置,除上述元件或裝置以外的元件或裝置。如某些夾具上的分度裝置、防錯(cuò)裝置、安全保護(hù)裝置、為便于拆下工件而設(shè)置的頂出器等。 5.1.2 機(jī)床夾具的作用 (1)保障加工質(zhì)量 使用機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件加工面與定位面之間以及被加工表面互相之間的位置精度。使用機(jī)床夾具后,這種精度主要是靠夾具和機(jī)床來(lái)保證,不再依賴于工人的技術(shù)水平。 (a)提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本 使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，而且易實(shí)現(xiàn)多件、多工位加工?，F(xiàn)代機(jī)床夾具中廣泛采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)動(dòng)夾緊裝置,可使輔助時(shí)間進(jìn)一步減少。 (b)擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 在機(jī)床上使用可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如，在車(chē)床或鉆床上使用鏜膜，可以代替鏜床鏜孔。又如,使用靠模夾具，可在車(chē)床或銑床上進(jìn)行仿形加工。 (c)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。 5.1.3 機(jī)床夾具的分類(lèi) 按機(jī)床夾具的使用范圍，可劃分為5種類(lèi)型 (1)通用夾具，如車(chē)床上常用的三爪自定心卡盤(pán)、頂尖，銑床上常用的平口鉗、分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等均屬此類(lèi)夾具。該類(lèi)夾具由于具有較大的通用性，故得其名。通用夾具一般以標(biāo)準(zhǔn)化，并有專(zhuān)門(mén)的專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)附件提供給用戶。 (2)專(zhuān)用夾具，這類(lèi)夾具是針對(duì)某一工件的某一工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，因其用途專(zhuān)一而得名。專(zhuān)用夾具廣泛用于批量生產(chǎn)中。 (3)可調(diào)整夾具和成組夾具，這類(lèi)夾具的特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同的零件的加工。用于相似零件成組加工的夾具，通常稱(chēng)為成組夾具。與成組夾具相比，可調(diào)整夾具的加工對(duì)象不很明顯，適用范圍更廣一些。 (4)組合夾具，這類(lèi)家具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝而成，不同元件的不同組合和聯(lián)接可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)和用途的夾具。夾具用完以后，元件可以拆卸重復(fù)使用。這類(lèi)夾具特別適合于新產(chǎn)品試制和小批生產(chǎn)。 (5) 隨行夾具，這是一種在自動(dòng)線或柔線制造系統(tǒng)中使用的夾具。工件安裝在隨行夾具上，除完成對(duì)工件的定位和夾緊外，還裝載著工件隨輸送裝置送往各機(jī)床，并在機(jī)床上被定位夾緊。 為提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用的夾具。根據(jù)我們所需加工的零件，由于其結(jié)構(gòu)較為特殊，一般機(jī)床的通用夾具較難以定位及夾緊，因此每道工序都運(yùn)用專(zhuān)用夾具來(lái)加工，加工本零件所需的專(zhuān)用夾具為四個(gè)。 5.1.4 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 一臺(tái)優(yōu)良的機(jī)床必須滿足下列基本要求： (1)保證工件的加工精度,保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確的選定定位基準(zhǔn)，定位方法和定位元件，必要時(shí)還需要進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 (2)提高生產(chǎn)效率,專(zhuān)用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相對(duì)應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率[11]。 (3)工藝性能好,專(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于操作、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。 (4)使用性能好,專(zhuān)用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便，省力，安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾具裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 5.1.5 夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化的意義 研究夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化程序的主要目的在于： (1)保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量主要表現(xiàn)在 (a)設(shè)計(jì)方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)的適應(yīng)性； (b)高位設(shè)計(jì)與定位副設(shè)置的相容性； (c)夾具設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性； (d)精度控制項(xiàng)目的完備性以及各種控制項(xiàng)目公差數(shù)值規(guī)定的合理性； (e)夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性； (f)家具制造成本低經(jīng)濟(jì)型。 有了規(guī)范的設(shè)計(jì)程序，可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員有步驟、有計(jì)劃、有條理的進(jìn)行工作，提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期。 (2)有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，有了規(guī)范化的設(shè)計(jì)程序，就可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。有利于計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，除了進(jìn)行精度設(shè)計(jì)之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限對(duì)零件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設(shè)計(jì)過(guò)程的全部計(jì)算機(jī)控制。 (3)有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計(jì)的方法。近年來(lái)，關(guān)于夾具設(shè)計(jì)的理論、研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)已日漸完備，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的夾具規(guī)范化設(shè)計(jì)程序，使初級(jí)夾具設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作提高到了一個(gè)新的科學(xué)化水平[12]。 5.2 夾具的設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 5.2.1 問(wèn)題的提出 本夾具用來(lái)加工氣門(mén)搖桿軸支座的左右端面，有一定的公差要求，但同時(shí)應(yīng)考慮提高生產(chǎn)率；因此設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)本夾具有一定的形位要求，還應(yīng)裝夾方便。 5.2.2 夾具設(shè)計(jì) 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此，在螺母夾緊時(shí)采用活動(dòng)手柄，以便裝卸，夾具體底面上的一對(duì)定位槽可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置，以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺(jué)還比較緊湊。 為了保證零件加工精度，我們采用可換定位銷(xiāo)來(lái)進(jìn)行定心加緊。夾具體底面上的一對(duì)定位槽 與銑床工作臺(tái)的T型槽相連接，保證夾具與銑床縱向進(jìn)給方向相平行的位置，使夾具在機(jī)床工作臺(tái)上占有一正確加工位置。此外，為了把夾具緊固在銑床工作臺(tái)上，夾具體兩端設(shè)置供T型螺栓穿過(guò)夾具用的兩個(gè)U型耳座。 夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 軸向力：F=9.81CFd0ZfyKF(N) 其中：CF=42.7 d0=4 f=0.22 KF=0.9（新的鉆頭）ZF=1.0 yF=0.8 則： 扭矩: M=9.81CMd0fykmM 其中： Zm=2.0 Ym=2.8 KM=0.87 則： N·m (3)夾緊力的計(jì)算： 初步確定氣缸參數(shù) 表5-1 按負(fù)載選擇工作壓力[1] 負(fù)載/ KN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 >50 工作壓力/MPa < 0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 表5-2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力[1] 機(jī)械類(lèi)型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合 機(jī)床 龍門(mén) 刨床 拉床 工作壓力/MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 由于鉆削力為4239N，往往要取大一些，在這取負(fù)載約為10000N，初選氣缸的設(shè)計(jì)壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的氣缸課選用單桿式的，并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，則氣缸無(wú)桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應(yīng)滿足A1=2A2（即氣缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，氣缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取氣缸機(jī)械效率。則氣缸上的平衡方程 故氣缸無(wú)桿腔的有效面積： 氣缸直徑 氣缸內(nèi)徑： 按GB/T2348-1980，取標(biāo)準(zhǔn)值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑） 則氣缸有效面積為： 2.缸體壁厚的校核 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取壁厚為10mm。則 根據(jù)時(shí)； （4-2） 可算出缸體壁厚為： <10mm 則氣缸的外徑 式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即缸體的強(qiáng)度適中），P-缸筒試驗(yàn)壓力。 3.缸筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 缸筒兩端分別與缸蓋和缸底鏈接，構(gòu)成密封的壓力腔，因而它的結(jié)構(gòu)形式往往和缸蓋及缸底密切相關(guān)[6]。因此，在設(shè)計(jì)缸筒結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選用結(jié)構(gòu)便于裝配、拆卸和維修的鏈接形式，缸筒內(nèi)外徑應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。 活塞桿是氣缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動(dòng)沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。其材料取Q235鋼。 1.活塞桿直徑的計(jì)算[1] 由=2 可知活塞桿直徑： 按GB/T2348—1993將所計(jì)算的d值圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。圓整后得： d=56mm 按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算氣缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量，因工進(jìn)速度v=0.4m/min為最小速度，則由式 （4-3） 本例=78.5>1.25，滿足最低速度的要求。 2.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算： <56mm （4-4） 式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強(qiáng)度適中） 3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動(dòng)電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù)載力，適應(yīng)氣缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。 4.活塞桿的密封與防塵 活塞桿的密封形式有Y形密封圈、U形夾織物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等[6]。采用薄鋼片組合防塵圈時(shí)，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。為方便設(shè)計(jì)和維護(hù)，本方案選擇O型密封圈。 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(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 5.2.3 切削力與夾緊力比較 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀(見(jiàn)《切削手冊(cè)》表3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10 ∴F=54.5×4.50.9×0.180.74×28×10/(100×2550)≈166.1(N) 水平分力：FH=1.1F實(shí)≈182.7(N) 垂直分力：FV=0.3F實(shí)≈49.8(N) 在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù): K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1 ∴F／=KFH=（1.5×1.1×1.1×1.1）×182.7=364.8 (N) 實(shí)際加緊力為F加= KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6 (N)其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025 螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2) 其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm 解得： W=1O405 (N) 此時(shí)螺母的加緊力W已大于所需的729.6的加緊力F加，故本夾具可安全工作。 (a) 心軸取材料為Q235 (b) 查表得Q235的許用彎曲應(yīng)力為： 158Mpa (c) 彎曲應(yīng)力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4′32′0.028/[3.14′0.022′2] =2.67<< 許用彎曲應(yīng)力158Mpa。 4.9定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩V型塊定位。其定位誤差主要為： （1）移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 （2）轉(zhuǎn)角誤差 其中： 5.2.4 夾具圖（見(jiàn)附圖） 5.2.5 操作說(shuō)明 如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開(kāi)口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺(jué)還比較緊湊。 夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，有利于銑削加工。 結(jié)束語(yǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和參考過(guò)程. 回顧這次畢業(yè)設(shè)計(jì),從選題到定稿,從理論到實(shí)踐,在這段畢業(yè)設(shè)計(jì)期間里,可以說(shuō)得是苦多于甜.通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),不僅鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí),而且學(xué)到了很多在書(shū)本上沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí). 對(duì)我來(lái)說(shuō),收獲最大的是方法和能力-----那些反系和解決問(wèn)題的方法和能力.在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)我們這些學(xué)生最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí),空有理論知識(shí),有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié).此次設(shè)計(jì)需要我們將學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)都系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái),從中暴露出自身的不足,以待改進(jìn).通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的-----只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái),從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會(huì)服務(wù),從而提該自己的實(shí)際動(dòng)手能力. 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)是困難重重.在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處:對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解的不夠深刻,掌握的不夠牢固.通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后,有把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故. 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺,為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)而良好的基礎(chǔ).在此衷心感謝各位老師的幫助和指導(dǎo). 致 謝 經(jīng)過(guò)近四個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒(méi)有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作學(xué)習(xí)的同學(xué)、朋友們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里，首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師王教授和吳老師。王教授雖然工作繁忙，但是每周都不辭辛苦抽出時(shí)間由南京過(guò)來(lái)到這里親自指導(dǎo)和檢查督促我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)，吳老師平日也是工作繁忙，但是在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從開(kāi)題報(bào)告到查閱資料，從設(shè)計(jì)草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝備草圖等等整個(gè)過(guò)程中兩位老師都給予我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩老師的專(zhuān)業(yè)水平以外，王教授治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，吳老師科學(xué)研究的精神是永遠(yuǎn)值得我學(xué)習(xí)的榜樣，并會(huì)一直積極影響我今后的工作和學(xué)習(xí)。 其次我要感謝我的父母和與我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們。父母給了我強(qiáng)大的精神動(dòng)力，同學(xué)們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中勤奮工作克服許多困難來(lái)完成此次設(shè)計(jì)，并分擔(dān)了許多工作。如果沒(méi)有他們的支持和努力，此次設(shè)計(jì)的過(guò)程將變得非常困難。 我還要感謝的是學(xué)校圖書(shū)館的開(kāi)放，讓我們有足夠的資料可以參考，查閱。還要感謝四年以來(lái)所有的老師，為我打下了機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)感謝所有的同學(xué)們，正因?yàn)橛辛四銈兊闹С?，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械加工工藝這門(mén)課程進(jìn)一步加深了理解。對(duì)于各方面知識(shí)之間的相互聯(lián)系有了實(shí)際的體會(huì)。同時(shí)也深深感到自己初步掌握的知識(shí)與實(shí)際需要還有相當(dāng)?shù)木嚯x，還需進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。 本設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊和對(duì)知識(shí)掌握的程度有限，在設(shè)計(jì)上不很周詳，許多應(yīng)該考慮的因素可能沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了老師的精心指導(dǎo)和各方面的幫助，才得以順利進(jìn)行，在這里再次表達(dá)我對(duì)王教授和吳老師的謝意。 最后感謝學(xué)院四年來(lái)對(duì)我的培養(yǎng)！ 參 考 文 獻(xiàn) [1] 裘愉弢. 組合機(jī)床[M].第一版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 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