分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設計（夾具設計）【含CAD圖紙、說明書、工藝工序卡片】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 本科生畢業(yè)設計說明書 題 目： 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設計 指導教師： 職稱： 講師 學生姓名： 學號： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 院（系）： 機電工程學院 答辯日期： 年 月 日 摘要 分離爪是位于車床變速機構(gòu)中，主要起換擋的作用。分離爪作為車床及其其他機器的變速元件得到了廣泛的應用。但是，國內(nèi)的技術(shù)水平與國外相比還有很大的工作要做。對分離爪不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，在提高其質(zhì)量的同時再大大地節(jié)約成本。 本次設計的零件為分離爪，通過工藝分析應選用QT40-10球墨鑄鐵 。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟效益等各方面的詳細分析其加工工藝，通常采用專用機床進行加工。分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設計包括零件的工藝性分析，機械加工工藝規(guī)程設計和專用夾具設計。根據(jù)總體方案的確定選擇適當?shù)牧慵牧?，再進行適當?shù)臋C械加工工藝規(guī)程設計，最后專用夾具設計。 通過對零件的分析，此零件要求的精度高，工序安排應當適當集中，零件表面要求光滑，所以選用的工具和尺寸的精確度要高。最后對零件進行校核，以便達到設計零件精度的要求。 關鍵詞：校核 夾具 分離爪 球墨鑄鐵 Abstract Separation claw is located in the lathe shifting mechanism,the major shift in the role.Separation claw as lathes and other machines variable speed device has been widely used.However,compared to the technology level of domestic and foreign has much work to do.On separation claw ongoing technological innovation,improve the quality of its again greatly save costs at the same time. The design of the components separation choose QT40 ductile iron.According to parts of shape,dimensional accuracy,cost-effective production areas such as a detailed analysis its manufacturing processes,Separation claw technology of process planning and equipment design including components analysis,mechanical machining process planning design and special fixture design. According to determine the overall scheme of the choice of appropriate materials,parts and proper machining process planning design,the special fixture design. Part of the analysis,accuracy of this axis,the appropriate concentration processes require smooth,and use tools to prospective size.Finally,the parts are checked.To meet the requirements of precision parts. Keywords: Verification Fixture Disengaging pawl Ductile iron I 目錄 1 緒論 1 1.1 選題的意義 1 1.2 研究的背景 1 1.3 研究的目的及主要內(nèi)容 2 2 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設計 4 2.1 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備的基本任務 4 2.2 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備的設計要求 4 2.3 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備的方法和步驟 5 2.3.1 生產(chǎn)綱領的計算與生產(chǎn)類型的確定 5 2.3.2 零件圖的審查 5 3.1 毛坯種類的選擇 6 3.2 鑄件制造方法的選擇 6 3.3 毛坯的尺寸公差及加工余量 6 3.4 毛坯—零件合圖 8 3.5 定位基準的選擇 8 3.5.1 夾具設計研究原始資料 9 3.5.2 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 9 3.5.3 夾具總圖設計 10 3.5.4 夾具精度的校核 12 4 分離爪工藝路線的擬定 13 4.1 確定各表面的加工方法 13 4.2 加工順序的安排 13 4.3 確定加工余量 14 4.4 計算工序尺寸及公差 14 4.5 確定各工序切削用量 14 4.6 機床設備，刀具及量具等工藝裝備的選擇 16 4.7 工時定額的計算與確定 17 4.8 工藝規(guī)程卡的填寫 17 5 分離爪夾具設計的方法和步驟 19 5.1 夾具類型的確定 19 5.2 夾緊裝置的設計 19 5.3 平衡配重設計 20 I 5.4 繪制夾具總裝圖 20 5.5 確定夾具的技術(shù)要求和有關尺寸、公差配合 21 結(jié)論 22 致謝 23 參考文獻 24 I 1 緒論 1.1 選題的意義 隨著社會的不斷進步和經(jīng)濟活動的不斷發(fā)展，安全問題越來越受到人們的重視。在整個安全科技領域中，機械安全問題變得格外突出，機械事故的表現(xiàn)形式各種各樣。分離爪雖然作為機器上的一個小部件，但是它卻占據(jù)著極其重要的地位。分離爪一旦出現(xiàn)故障，機器就無法運轉(zhuǎn)，從而引起一系列的不良影響。 據(jù)資料介紹，全世界機械事故約占事故總數(shù)的1/3左右。機械安全是一門科學，它主要研究在一定的條件下，機械在工作或在裝拆、調(diào)試、運輸?shù)葼顩r時，對操作者所產(chǎn)生的危害及其保護措施。自從新中國成立幾十年以來，我國政府對機械安全一直非常重視。經(jīng)過機械制造科學技術(shù)人員的共同努力，我國機械安全科學取得了顯著的成績，在有些領域中獲得了許多具有自己的知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和成果。但是，總的來說，我國發(fā)展速度還不快，發(fā)展狀況還不理想。與發(fā)達國家相比，我國機械安全科學還存在著一些問題，值得人們?nèi)ミM一步研究并設法解決。 安全事故的出現(xiàn)大部分是由于機械零件的制造質(zhì)量所造成的。分離爪是汽車以及機床上離合器上一個及其重要的零件，它主要起到變速換擋的作用。如果分離爪的質(zhì)量出現(xiàn)了問題，那么就會造成汽車和機床的巨大機械事故，其損失以及危害是難以估量的。小的零部件卻是組成大機器的元件，缺少了哪一個機器都不會正常的運行。尤其是在質(zhì)量上，必須達到使用要求，在保證安全使用的條件下進行生產(chǎn)。所以，對于分離爪的設計，主要就是提高其精度以及質(zhì)量，使其安全性達到合格標準。 1.2 研究的背景 分離爪是位于車床變速機構(gòu)中，主要起換擋的作用，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，工作過程包括撥叉零件在傳動系統(tǒng)中撥動滑移齒輪，以實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速，轉(zhuǎn)向。在經(jīng)濟全球化的今天，分離爪作為車床及其其他機器的變速元件得到了廣泛的應用。但是，國內(nèi)的技術(shù)水平與國外相比還有很大的工作要做。對分離爪不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，在提高其質(zhì)量的同時再大大地節(jié)約成本。 在經(jīng)濟不斷發(fā)展，科技技術(shù)日新月異的今天，分離爪的應用更加廣泛。大到農(nóng)用機械上面的分離爪，小到復印機上面的分離爪。雖然分離爪的應用較為廣泛，但是其原理卻大致相同。國際上分離爪的的精度與質(zhì)量達到了較高的水平，其加工制作成本也較低。我國的分離爪技術(shù)與世界水平相比，還有很大差距。一些分離爪制造商不斷改進設計，修改工藝，不斷更新?lián)Q代。我國的經(jīng)濟建設持續(xù)不斷得到發(fā)展，分離爪需求量不斷得到擴大，如此大的市場需求為我們機械制造行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺。 面對國內(nèi)外的巨大技術(shù)差距，要想在這個競爭激烈的市場中獲得一席之地，就 1 必須對其進行技術(shù)創(chuàng)新。在提高制造精度和質(zhì)量的同時，也要降低其制造加工成本。 1.3 研究的目的及主要內(nèi)容 對于分離爪的研究設計，主要由于目前國內(nèi)外的制造技術(shù)差距太大。國外分離爪制造的精度以及質(zhì)量都要優(yōu)于國內(nèi)生產(chǎn)的分離爪，而且其價格比較低廉。要想使國內(nèi)的生產(chǎn)商在國內(nèi)市場中獲得一席之地，就必須對其加工制造工藝技術(shù)進行改革創(chuàng)新，在提高分離爪加工制造精度和質(zhì)量的同時，大大地降低其成本，獲得更大的利潤。對分離爪精度和質(zhì)量的提高，不僅可以為生產(chǎn)商帶來巨大的利潤，還可以提高機械安全，減少機械事故的產(chǎn)生。安全性的提高，降低了因機械零件質(zhì)量所帶來的危害程度以及損失。 此研究設計是分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設計。是在完成各種生產(chǎn)實習，學完機械制造，機械設計等其他專業(yè)課程之后所進行的一次設計。這次設計的零件是分離爪，選用QT40-10球墨鑄鐵。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟效益等各方面的詳細分析其加工工藝，多采用專用機床加工。通過對零件的分析，此零件要求精度高，工序適當集中，要求光滑，所以要選用的工具和尺寸的精度要高。最后對所設計零件進行校核，以便達到零件精度的要求。 根據(jù)設計方案，對于分離爪的工藝裝備的設計要更加注重。在加工過程中，要對刀具，輔具的布置狀況以及工件，夾具，刀具等機床各部件間的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環(huán)等給予考慮。檢查機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進一步開展夾具專用部件，零件的設計提供依據(jù)。 完成加工零件的工序圖，被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度以及技術(shù)要求，加工用定位基準、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、質(zhì)量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，而必須在原零件圖的基礎上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制。它是組合機床設計的依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具，輔具的布置狀況以及工件，夾具，刀具等機床各部件間的相對位置關系，機床的工作行程和工作循環(huán)等。檢查機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進一步開展夾具專用部件，零件的設計提供依據(jù)。 完成分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備的設計，主要根據(jù)分離爪設計所選定的工藝方案，工藝內(nèi)容，加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，同時也要注重其專用夾具設計。本次畢業(yè)設計要經(jīng)歷兩個階段：第一段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二段是專用夾具設計。第一階段需要運用基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段需要運用工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設計等方面的知識。根據(jù)機械加工工藝過程卡片以及加工工序卡片的編制，并按照其加工過程對分離爪進行制造加工。 2 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設計 圖2 零件圖 2.1 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備的基本任務 （1）繪制零件裝配圖一張； （2）繪制毛坯圖和零件圖各一張； （3）編制機械加工工藝規(guī)程卡片和工序卡片各一套； （4）編寫設計說明書一份； （5）收集和研究原始資料，為夾具結(jié)構(gòu)設計做好技術(shù)準備； （6）初步擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖，進行必要的理論計算和分析， 選擇最佳的夾具結(jié)構(gòu)方案，確定夾具精度和夾具總圖尺寸、公差配合與技術(shù)要求； （7）繪制夾具總圖和主要非標準件零件圖，編寫設計說明書； （8）編制夾具特殊使用維護、操作、制造方面的說明或技術(shù)要求。 2.2 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備的設計要求 （1）工藝規(guī)程應該滿足標準化、規(guī)范化要求； （2）工藝規(guī)程應簡潔、正確、完整、清晰； （3）使用性好； （4）工藝性好； （5）提高生產(chǎn)效率； （6）在保證加工質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)效率； （7）夾具設計要保證零件的加工精度； （8）應保證零件的加工質(zhì)量，達到設計圖紙規(guī)定的技術(shù)要求； （9）在立足本企業(yè)的生產(chǎn)條件基礎上，盡可能采用國內(nèi)外新技術(shù)、新工藝、新裝備； （10）要盡量減輕工人勞動強度，必須考慮生產(chǎn)安全、工業(yè)衛(wèi)生等； （11）經(jīng)濟性好。 2.3 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備的方法和步驟 2.3.1 生產(chǎn)綱領的計算與生產(chǎn)類型的確定 表2.3 生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型的關系[1] 生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領（件/年） 大批生產(chǎn) 100～2000 2.3.2 零件圖的審查 （1）了解零件的功用及技術(shù)要求 熟悉本零件的用途、性能和其工作的條件，明確被加工的零件在產(chǎn)品中的功用與位置，審查圖樣是否完整是否正確。分離爪的主要作用就是分離事物。 （2）分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性 零件的結(jié)構(gòu)工藝分析主要應考慮以下幾個方面： 1）零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求應經(jīng)濟合理； 2）各加工表面的幾何形狀應盡量簡單； 3）有相互位置要求的表面應盡量在一次裝夾中加工。 3 分離爪毛坯與定位基準的選擇 3.1 毛坯種類的選擇 零件材料為QT40-10。QT40-10是球墨鑄鐵，它的熱處理與鋼相似，但因其含碳、硅、錳量較多，所以熱處理需要較高的加熱溫度和較長的保溫時間，其淬透性比碳鋼好。毛坯的鑄造后采用低溫退火?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯[2]。 3.2 鑄件制造方法的選擇 毛坯制造的方法應和材料的工藝性、零件的結(jié)構(gòu)形狀及大小、生產(chǎn)類型及特點以及工廠的現(xiàn)有條件相適應。已知零件的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)，初步確定工藝安排的基本傾向：加工過程劃分階段，其工序安排應集中，加工設備主要以專用設備為主，采用專用夾具。這樣生產(chǎn)出來的零件質(zhì)量比較高，投產(chǎn)快生產(chǎn)效率也高，能適應大批量需求。根據(jù)零件的材料確定毛坯為鑄件，材料為QT40-10，毛坯的鑄造方法如表3.2所示。 表3.2 各類毛坯的特點及應用范圍[3] 毛坯種類 制造精度 （IT） 加工余量 原材料 工件尺寸 工件形狀 砂型鑄造 13級以下 小 QT40-10 各種尺寸 簡單 3.3 毛坯的尺寸公差及加工余量 （1）根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》[5]表2-1可選取公差等級為8～12級，這里選取8級。根據(jù)規(guī)定標準選擇鑄件尺寸。由于零件根據(jù)規(guī)定來選取加工余量等級為F，機械加工余量取0.5mm。根據(jù)標準選取鑄件機械加工余量，最后根據(jù)公式2-1及2-2算得毛坯基本尺寸R，過程及結(jié)果如規(guī)定標準所示，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》[5]中式2-1、2-2 R=F+RMA+CT/2（單側(cè)）R=F+2RMA+CT/2（雙側(cè)加工）R=F-2RMA-CT/2（內(nèi)腔加工）。 求毛坯基本尺寸：A孔：直徑40孔 R=F+2RMA+2CT/2=46； B孔：直徑36孔 R=F-2RMA-CT/2=30； C孔：直徑50孔 R=F+2RMA+2CT/2=56； D面：長度21面 R=F+RMA+CT/2=21； E面：長度13面 R=F+RMA+CT/2=13； F面：長度25面 R=F+RMA+CT/2=25； 項目 A孔 B孔 C孔 D面 公差等級CT 8 8 8 8 加工面基本尺寸F 40 36 50 16 鑄件尺寸公差 1.3 1.3 1.4 1.1 機械加工余量等級 F F F F 要求的鑄件機械加工余量RMA 1 1 1 1 毛坯基本尺寸R 46 30 56 21 項目 E面 F面 公差等級CT 8 8 加工面基本尺寸F 8 20 鑄件尺寸公差 1 1.2 機械加工余量等級 F F 要求的鑄件機械加工余量RMA 1 1 毛坯基本尺寸R 13 25 表3.3-1 鑄件尺寸 （2）鑄件加工余量用于成批和大量生產(chǎn)與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機械加工余量等級和鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機械加工余量[6]。 （3）鑄件最小孔徑 表3.3-2 鑄件最小孔徑[4] 表面類型 成批生產(chǎn) 車削 15～30MM 3.4 毛坯—零件合圖 圖3.4 毛坯-零件合圖 用查表法確定各表面的加工總余量和余量公差[8]。 查表得到鑄件尺寸公差數(shù)值，用于成批和大量生產(chǎn)與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機械加工余量等級以及鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機械加工余量。 3.5 定位基準的選擇 正確地選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證加工精度的關鍵。定位基準分為粗基準和精基準。對于無合適定位面的零件可在毛坯上另外專門設計或加工出定位表面，稱為輔助基準[9]。 定位基準的選擇原則： 粗基準的選擇原則： （1）應選擇不加工的表面作為粗基準； （2）對于具有較多加工表面的工件，粗基準的選擇，應合理分配各加工表面的加工余量，以保證： 1)各加工表面都有足夠的加工余量； 2)對某些重要的表面，盡量使其加工余量均勻； 3)使工件上各加工表面總的金屬切除量最?。? （3）作為粗基準的表面，應盡量平整，沒有澆口，冒口或飛邊等其它表面缺陷，以便定位準確； （4）同一尺寸方向上的粗基準表面只能使用一次。 精基準的選擇原則： 1）基準重合原則； 2）基準統(tǒng)一原則； 3）互為基準原則； 4）自為基準原則。 3.5.1 夾具設計研究原始資料 （1）研究加工工件圖樣 了解該工件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料、熱處理要求，主要是表面的加工精度、表面粗糙度及其他技術(shù)要求。 （2）熟悉工藝文件，明確以下內(nèi)容： 1）毛坯的種類、形狀、加工余量及其精度； 2）工件的加工工藝過程，工序圖，本工序所處的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基準面的狀況； 3）本工序所使用的機床、刀具及其他輔助工具的規(guī)格； 4）本工序所采用的切削用量。 3.5.2 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 （1）確定夾具的類型 （2）確定工件的定位方式及定位元件的結(jié)構(gòu)[10] 工件的定位方式主要取決于工件的加工要求和定位基準的形狀、尺寸。分析加工工序的技術(shù)條件和定位基準選擇的合理性，遵循六點定位原則，按定位可靠、結(jié)構(gòu)簡單的原則，確定定位方式。常見的定位方式有平面定位、內(nèi)孔定位、外圓定位和組合表面（一面兩銷）定位等。在確定了工件的定位方式后，即可根據(jù)定位基面的形狀，選取相應的定位元件及結(jié)構(gòu)。 在夾具設計中常用的平面定位元件有固定支承、可調(diào)支承、自位支承及輔助支承，其中固定支承又可分為支承釘和支承板。 （3）工件的夾緊方式，計算夾緊力并設計夾緊裝置 夾緊機構(gòu)應保證工件夾緊可靠、安全、不破壞工件的定位及夾壓表面的精度和粗糙度。在設計夾緊裝置時必須合理選擇夾緊力的方向和作用點，必要時還應進行夾緊力的估算。 1）夾緊力的計算 在確定夾緊力的大小時，為簡化計算，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件還應考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)[11]。 用壓板夾緊工件端面 Fwk=KM/LF（Fwk實際夾緊力，K安全系數(shù)） 表3.5-1 常見夾緊形式所需的夾緊力計算公式 2）夾緊裝置的設計 夾緊裝置的設計實際上是一個綜合性的問題，確定夾緊力的大小、方向和作用點時，必須全面考慮工件的結(jié)構(gòu)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)與布置等因素。要求夾緊裝置動作迅速，操作安全省力，結(jié)構(gòu)簡單、易于制造并且體積小、剛度好，有足夠的夾緊行程和裝卸工件的間隙。常見的夾緊機構(gòu)有斜鍥機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、偏心機構(gòu)等。也可采用機動夾緊如液壓、氣動夾緊等。 （4）確定刀具的導向方式或?qū)Φ堆b置為常用的對刀元件和導向元件，供設計時選用[12]。 （5）確定夾具體的結(jié)構(gòu)類型 夾具上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一個整體，因此夾具體的形狀及尺寸取決于夾具各種裝置的布置及夾具與機床的連接。 對夾具體的要求[13]： 1）有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性； 2）有足夠的強度和剛度； 3）結(jié)構(gòu)工藝性好； 4）排屑方便； 5）在機床上安裝穩(wěn)定可靠； 6）夾具體毛坯的類型； 7）型材夾具體； 8）鑄造夾具體。 3.5.3 夾具總圖設計 （1）繪制總裝圖的注意問題[14] 1）盡可能采用1：1的比例，以求直觀不會產(chǎn)生錯覺。 2）被加工工件用雙點畫線表示，在圖中作透明體處理，它不影響夾具元件的投影。加工面的加工余量可用粗實線表示。 3）視圖的數(shù)量應以能完整、清晰地表示出整個結(jié)構(gòu)為原則。為直觀起見，一般常以操作者在加工時所面對的視圖為主觀圖。 4）工件在夾具中應處于夾緊狀態(tài)。 （2）繪制總裝圖的步驟： 1）布置定位元件； 2）布置導向、對刀元件； 3）設計夾緊裝置； 4）設計夾具體； 5）完成總裝圖。 （3）夾具總圖上尺寸及精度、位置精度與技術(shù)要求的標注。 夾具總圖上應標注的尺寸和相互位置關系有如下五類： 1）定位副本身的精度和定位副之間的聯(lián)系尺寸及精度； 2）對刀元件或?qū)蛟c定位元件之間的聯(lián)系尺寸； 3）夾具體與機床的連接面以及定位元件與工件表面之間的聯(lián)系尺寸； 4）夾具外形的最大輪廓尺寸； 5）配合尺寸。 尺寸公差的確定原則： 為滿足加工精度要求，夾具本身應有較高的精度。由于目前分析計算方法不夠完善，因此夾具的有關公差仍按經(jīng)驗來確定。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，要求夾具具有一定壽命，夾具的有關公差可取得小些；對加工精度較低的夾具，則取較大的公差。一般可按以下原則選?。ㄏ率鑫闹械摩膋為工件相應公差）[15]： 1）夾具上的尺寸和角度公差?。?/2～1/5）δk； 2）夾具上的位置公差取（1/2～1/3）δk； 3）當加工未注公差工件時取±0.1mm； 4）未注形位公差的加工面，按GB/T11-1984中13級精度的規(guī)定選取。 注意夾具有關公差均應在工件公差帶的中間位置，即不管工件偏差對稱與否，都要將其化成雙向?qū)ΨQ偏差，然后取其值的1/2～1/5，以確定夾具上有關的基本尺寸和公差[16]。 （4）夾具公差與配合的選擇 夾具的公差與配合應符合有關國家標準，常用的配合種類與公差等級如表3.5-2所示。具體的配合確定，有標準規(guī)定的可直接選用，沒有規(guī)定的可按表3.5-2選用。 表3.5-2 夾具常用配合種類和公差等級[17] 配合件的工件形式 精度要求 示例 一般精度 較高精度 定位元件與工件定位基面間的配合 H7/h6，H7/g6, H7/f6 H6/h5，H6/g5, H6/f5 定位銷與工件定位基準孔的配合 有導向作用，并有相對運動的元件間的配合 H7/h6, H7/g6, H7/f7, H6/h5, H6/g5, H6/f5, 移動定位元件、刀具與導套的配合 沒有相對運動元件間的配合 無緊固件 H7/n6，H7/r6, H7/s6 固定支承釘、定位銷 有緊固件 H7/m6，H7/k6, H7/js6 0.10～0.20 0.02～0.05 0.20以上 0.05～0.10 3.5.4 夾具精度的校核 （1）夾具精度分析 （定位誤差△D；安裝誤差△A；調(diào)整誤差△T；加工方法誤差△G；工件工序尺寸公差δk）。[18] 1）定位誤差的分析計算； 2）夾具在機床上的安裝誤差△A； 3）對刀或?qū)蛘`差△T。 4 分離爪工藝路線的擬定 4.1 確定各表面的加工方法 工件各加工表面的加工方法和加工次數(shù)是擬定工藝路線的重要內(nèi)容。主要依據(jù)零件各加工表面本身的技術(shù)要求確定，同時還要綜合考慮生產(chǎn)類型，零件的結(jié)構(gòu)形狀和加工表面的尺寸，工廠現(xiàn)有的設備情況，工件材料性質(zhì)和毛坯情況等。 4.2 加工順序的安排 在確定了零件各表面的加工方法之后，就要安排加工的先后順序，零件加工順序是否合適，對加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性有著較大的影響。 （1）機械加工順序的安排 在安排機械加工順序時，一般遵循先粗后精，先面后孔，先主后次，基準先行的原則。對于工序內(nèi)容復雜的零件則視具體情況采取工序集中與分散的原則處理。 （2）加工階段的劃分 對于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件，應將粗、精加工分開進行。為此，一般將整個工藝過程劃分階段，按加工性質(zhì)和作用不同，一般劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段和光整加工階段。這對于保證零件加工質(zhì)量、合理使用機床設備，及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷及合理安排熱處理工序等有很大好處 。 （3）熱處理工序的安排 熱處理工序主要用來改善材料的性能及消除應力。熱處理的方法．次數(shù)和在工藝路線中的位置，應根據(jù)零件材料和熱處理的目的而定[19]。 圖4.2 分離爪的熱處理 （4）合理安排輔助工序 輔助工序種類很多，主要包括檢驗、劃線、去毛刺、清洗、平衡、退磁、防銹、包裝等，根據(jù)工藝需要穿插在工序中。 4.3 確定加工余量 合理確定加工余量對零件的加工質(zhì)量和整個工藝過程的經(jīng)濟性都有很大影響。余量過大（材料、工時、機床、刀具）則消耗大；余量過小，不能去掉加工前道工序存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。故應在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減小加工余量。毛坯余量（總余量）已在畫毛坯圖時確定，這里主要是確定工序余量。 4.4 計算工序尺寸及公差 工序順序確定后，就要計算各個工序加工時所應達到的工序尺寸及其公差。工序尺寸及其公差的確定與工序余量大小、工序尺寸的標注方法、基準選擇、中間工序安排等密切相關，是一項細致的工作。 工序尺寸公差一般按經(jīng)濟加工精度確定（可查閱有關的機械制造工藝學[28]），但就其性質(zhì)和特點而言，一般可以歸納為兩類： （1）基準重合時（定位基準或工序基準與設計基準重合）工序尺寸的計算 當確定了各個工序間余量和工序所能達到的加工精度后，將余量一層層疊加在被加工表面上，計算順序是從最后一道工序開始，由后往前推，就可計算出每道工序的工序尺寸，然后再按每種加工方法的經(jīng)濟加工精度的公差值按“入體原則”標注在對應的工序尺寸上。若設計尺寸沒有按“入體原則”標注時，此時工序尺寸不等于設計尺寸，應將其轉(zhuǎn)換成按“入體原則”標注方式[20]。 （2）基準不重合時則按工序尺寸鏈計算 4.5 確定各工序切削用量 在單件小批生產(chǎn)中，各工序的切削用量一般由操作工人根據(jù)具體情況自己確定，以簡化工藝文件。在大批大量生產(chǎn)中則應科學地．嚴格地選擇切削用量，以充分發(fā)揮高效率設備的潛力和作用。切削用量的選用與下列因素有關：生產(chǎn)率，加工質(zhì)量（主要是表面粗糙），切削力所收起的工藝系統(tǒng)彈性變形，工藝系統(tǒng)的振動，刀具耐用度，機床功率等。在綜合考慮上述因素的基礎上，使背吃刀量ap，進給量f，切削速度v的積最大。一般應先盡量取在的ap，其次盡量取大的進給量f，最后取合適的切削速度v。 表4.5 參考文獻切削用量簡明手冊[21] 工序名稱 工序加工余量 基本工序尺寸 工序加工精度等級及工序尺寸公差 工序尺寸及公差 （180，170）粗銑 7 180，170 14（±0.5） 180±0.5 170±0.5 （180，170）毛坯 7 187，177 ±5.5 187±5.5 177±0.5 15精銑 1.0 15 8(±0.0135) 15±0.0135 15半精銑 1.1 16 12(±0.09) 16±0.09 15粗銑 1.4 17.1 14(±0.215) 17.1±0.215 15毛坯 3.5 18.5 ±1.5 18.5±1.5 （117，130，127）精銑 1.0 117,127,130 8(±0.027, ±0.0315) 117±0.027 130±0.0315 127±0.0315 （117，130，127）半精銑 1.5 118,128,131 12(±0.175, ±0.2) 118±0.175 128±0.2 131±0.2 （117，130，127） 粗銑 3 119.5,129.5,132.5 14(±0.435, ±0.5) 119.5±0.435 129.5±0.5 132.5±0.5 （117，130，127）毛坯 5.5 122.5,132.5,135.5 ±5 122.5±5 132.5±5 135.5±5 Φ35，Φ40 精鏜 0.4 35,40 H7(＋0.027) 35+0.027 40+0.027 Φ35，Φ40 半精鏜 1.2 34.6,39.6 H10（+0.1） 34.6+0.1 39.6+0.1 Φ35，Φ40 粗鏜 2.9 33.4,38.4 H13（+0.39） 33.4+0.39 38.4+0.39 Φ35，Φ40 毛坯 4.5 30.5,35.5 ±3.5 30.5±3.5 35.5±3.5 Φ12鉸 0.15 12 H9(+0.043) 12+0.043 Φ12擴 0.85 11.95 H11(+0.11) 11.95+0.11 Φ12鉆 12 11 H13(+0.27) 11+0.27 Φ75粗鏜 4.5 75 H13(+0.46) 75+0.46 Φ47精鏜 0.4 47 H7(+0.027) 47+0.027 Φ47半精鏜 1.2 46.6 H10(+0.1) 46.6+0.1 Φ47粗鏜 2.9 45.4 H13(+0.39) 45.4+0.39 Φ47毛坯 4.5 42.5 ±4 42.5±4 2，45半精鏜 0.2,0.2 2,45 10(±0.02，±0.05) 2±0.02 45±0.05 2，45粗鏜 0.55,2.3 1.8,44.8 13(±0.07，±0.195) 1.8±0.07 44.8±0.195 2，45毛坯 0.75,2.5 1.25,42.5 ±1, ±4 1.25±1 42.5±4 Φ8精鉸 0.04 8 H8(+0.022) 8+0.022 Φ8粗鉸 0.16 7.96 H10(+0.058) 7.96+0.058 Φ8鉆 8 7.8 H13(+0.22) 7.8+0.22 Φ9，Φ14鉆 9,14 9,14 H13(+0.54) 9+0.54 14+0.54 M5-7H精鉸 0.2 5 H7(+0.027) 5+0.027 M5-7H鉆 4.8 4.8 H13(+0.54) 4.8+0.54 4.6 機床設備，刀具及量具等工藝裝備的選擇 選擇機床：數(shù)控車床、夾具（專用夾具）。 選擇機床和工藝裝備的總原則是根據(jù)生產(chǎn)類型與加工要求使所選擇的機床及工藝裝備既能保證加工質(zhì)量，又經(jīng)濟合理。中批生產(chǎn)時，通常采用通用機床加專用工、夾具；在大批大量生產(chǎn)條件下，多采用高效率專用機床，組合機床流水線，自動線與隨行夾具[22]。 機床選擇時應考慮以下幾個因素： （1）機床尺寸規(guī)格要與被加工工件的外輪廓尺寸相適應，應避免盲目加大機床規(guī)格； （2）機床的加工精度應與被加工工件在該工序的加工精度相適應； （3）機床的生產(chǎn)率應與被加工工件的生產(chǎn)類型相適應； （4）機床的選擇應考慮工廠的現(xiàn)有設備條件。 在生產(chǎn)中，除大批量生產(chǎn)和加工特殊形狀零件有時采用高效專用刀具，組合刀具和特殊刀具之外，一般均選用標準刀具。在銑床上用硬質(zhì)合金端銑刀，銑上下兩槽用三面刃銑刀，在車床上用硬質(zhì)合金外圓車刀和端面車刀，鉆床用直柄麻花鉆和錐柄機用鉸刀，數(shù)控銑床用專用螺旋面銑刀。 選擇設計量具時，主要根據(jù)被加工零件的精度要求，零件的尺寸，形狀和生產(chǎn)類型等進行選擇。查表可知，量具可選精度要求較高的可用內(nèi)徑千分尺量程為50-175，其余用游標卡尺分度值為0.02。 在需要改裝設備或設計專用機床時，應根據(jù)具體要求提出設計任務書，其中包括與加工工序內(nèi)容有關的必要參數(shù)，所要求的生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)條件以及機床的總體布置形式等。在選擇工藝裝備時，既工考慮適應性又要注意新技術(shù)的應用，當需要設計專用刀具、量具時，也應提出設計任務書。 4.7 工時定額的計算與確定 通過查表法或計算法[23]可以計算出所用工時： T=L/nf=65/272*1.45=0.163min 4.8 工藝規(guī)程卡的填寫 在選定機床與工藝裝備后，要看一下是否要對先前擬定的加工工藝路線進行修改。一旦確定后，可填寫機械加工工藝過程卡片。機械加工工藝規(guī)程卡片的種類很多，在課程設計中主要采用機械加工工藝過程卡片、機械加工工藝卡片和機械加工工序卡片三種。 （1）工藝文件填寫應符合以下基本要求： 1）內(nèi)容簡潔、明確； 2）字體端正，筆畫清楚，排列整齊； 3）“設備”欄一般填寫設備的型號名稱，必要時還應填寫設備編號；“工藝裝備”欄內(nèi)填寫各工序（或工步）所使用的刀、夾、量具和輔助工具。其中屬專用的按專用工藝裝備的名稱（編號）填寫；屬標準的按標準填寫名稱、規(guī)格和精度，有編號的也可填寫編號； 4）在“工序內(nèi)容”欄內(nèi)，對一些難以用文字說明的工序或工步內(nèi)容，應繪制工序簡圖。 （2）繪制工序圖應符合下列要求： 1）簡圖可按比例縮小，用盡量少的投影視圖表達。簡圖也可以只畫出與加工部位有關的局部視圖，除加工面、定位面、夾緊面，除主要輪廓面外其余線條可省略，以必須明了為度； 2）為了表達直觀，其位置應符合加工時的實際狀態(tài)； 3）加工面用粗實線，非加工面用細實線表示； 4）應標明本工序的工序尺寸，公差及表面粗糙度，形位精度要求； 5）定位、夾緊表面應以規(guī)定的符號標明，常見的定位、夾緊符號如要求所示[24]。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片應按規(guī)定的格式及原則填寫。 圖4.8 分離爪機械加工工藝過程卡片 5 分離爪夾具設計的方法和步驟 5.1 夾具類型的確定 根據(jù)工序的要求及工件的結(jié)構(gòu)尺寸，擬采用安裝在機床主軸過度盤上的夾具。 （1）確定定位方案 根據(jù)工序加工要求和工件的結(jié)構(gòu)特點，定位方案如下所示。以底面作主定位面。限制兩個自由度（Y，Z），零件一側(cè)面定位，限制一個自由度（X）。 （2） 選擇定位元件 1) 選用一端為平面的支承板作為底面的定位元件（見夾具總裝圖）。其結(jié)構(gòu)和有關尺寸按要求確定。 2) 選用壓板作為側(cè)面定位元件，起結(jié)構(gòu)尺寸按規(guī)定選擇。[25] （3）定位誤差的計算 由于加工孔的極限偏差較大故工件孔與定位心軸可采用過盈配合。工件孔與定位心軸水平放置。由于工件孔與心軸為無間隙配合，定位副間無間隙，故基準位移誤差Δj=0。由于工序基準與定位基準重合，故Δb=0。所以定位誤差Δd=Δj+Δb=0。被加工尺寸公差&=0.2-0.15=0.05。因為Δd<&/3，所以方案可行。加工直徑40外圓時，Δd=Δj+Δb=0。被加工尺寸公差&=0.02-(-0.01)=0.03，因為Δd<&/3，所以可行。 5.2 夾緊裝置的設計 （1）夾緊裝置應遵循以下要求： 1）工件在夾緊過程中，不能破壞工件在定位時所獲得的正確位置； 2）夾緊力的大小應可靠，適當； 3）夾緊動作要準確迅速，以提高生產(chǎn)效率； 4）操作方便，省力，安全，以改善工人的勞動條件，減輕勞動強度； 5）結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。 夾緊機構(gòu)要根據(jù)車床夾具的使用特點，力求使夾具的結(jié)構(gòu)簡單，易操作，保證安全，不宜采用復雜的夾緊機構(gòu)，選用螺旋夾緊方式。 （2）夾緊力的計算 1）夾緊力應遵循以下原則： ① 夾緊力的作用方向應不破壞工件定位的準確性和可靠性； ② 夾緊力方向應使工件變形盡可能??； ③ 夾緊力的方向應使所需夾緊力小。 2）夾緊力作用點應遵循以下原則： ① 夾緊力作用點位置應靠近原件的幾何中心或幾個支承原件所形成的支撐面內(nèi)； ② 夾緊力作用點應落在工件剛度較好的部位上； ③ 夾緊力作用點應盡可能靠近被加工表面，以減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩，必要時應在工件剛性差的部位增加輔助支承并施加附加夾緊力，以免震動和變形。 3）設計制定夾具主要技術(shù)條件： 首先保證孔1，孔2的尺寸和表面粗糙度不大于0.6；其次要保證外圓的尺寸；同時保證外圓端面粗糙度。 根據(jù)以上原則，由于使用心軸進行定位，故選取帶間六角螺母作為夾緊件。心軸與六角螺母配合夾緊，用心軸將零件固定在夾具體上，左端用六角螺母固定心軸，右端用帶肩六角螺母固定。 車床夾具的夾緊力估算過程復雜，因工件的受力大小及方向是動態(tài)變化的，因此，為便于分析計算，就需將工件的動態(tài)受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為靜態(tài)受力狀態(tài) ，找出各特征切削點的受力方向，加以分析和簡化計算。 4) 切削力的計算[26] 設：切削速度V=80m/min，進給量f=0.3mm/r，切削深度Ap=2mm。若使用Kr=15°端面車刀粗車結(jié)合面K，查表得： Fz=9.81CFZa 5）夾緊力的估算 根據(jù)特征切削點切削力的方向，分別計算出各特征切削點夾緊力的大小，然后進行比較確定出夾緊力的最大值即為夾具所需的夾緊力。各主要特征點的夾緊力大小估算如下： 切削點A： 工件在Fz的作用下有沿Z軸方向移動的趨勢，在Fx的作用下有沿Y軸方向移動的趨勢，此時，F(xiàn)y的作用力可看作于定位支承釘?shù)姆醋饔昧ο嗟窒?。因此，夾緊力FA的大小應滿足下列不等式[27]： FA≥Fz+Fx/f （5.1） 取f=0.3 FA＞2768.7（N） 5.3 平衡配重設計 平衡配重的計算通常較復雜，對于本題來說，只在夾具體上設計了配重塊，配重的調(diào)整需根據(jù)實際情況進行。 5.4 繪制夾具總裝圖 繪制夾具總裝圖一般分為兩步，首先繪制草圖，待對夾具的精度進行分析和計算后，若需修改的，修改后再按國際繪制正式的總裝圖。 圖5.4 夾具總裝圖 1-支承銷 2-螺母 3-彈簧銷 4-壓板 5-擋板 6-心軸 7-夾具體 8-導向定位鍵 5.5 確定夾具的技術(shù)要求和有關尺寸、公差配合 夾具技術(shù)要求和有關尺寸、公差配合是根據(jù)教材和有關資料、標準、手冊規(guī)定的原則確定。本設計的技術(shù)要求如下[29]： （1）承定位板對夾具端面A的垂直度允差為0.02mm； （2）支承定位板圓弧端面至夾具回轉(zhuǎn)中心尺寸為73.5mm； （3）支承定位板定位面至夾具回轉(zhuǎn)中心尺寸為47.25； （4）夾具體與車床過度盤止口配合尺寸及公差為Φ126H7/k6； （5）支承釘定位面對端面A的平行度允差為0.02mm。 結(jié)論 此方案首先對零件進行了工藝分析，通過上網(wǎng)、查閱書籍等明白零件的用途及技術(shù)要求和工藝分析。并以此為根據(jù)對零件的毛坯的種類和制造進行了系統(tǒng)、全面的分析。接下來是確定毛坯的尺寸公差和加工余量，本過程大多數(shù)根據(jù)《機械制造基礎課程設計指導書》中所給的信息進行毛坯尺寸及公差的確定還有加工余量的選擇。設計過程中有很多不確定的因素，基本上都能通過上網(wǎng)等方式進行解決。下面的過程為擬定工藝路線，包括定位基準的選擇，工序集中的確定，工序順序的安排及工藝路線的安排。此過程變動較大，都是根據(jù)《機械制造基礎課程設計指導書》中所給的材料進行不精確選擇，因此此設計過程不是非常準確嚴密，但是可以滿足需求。需要在加工過程中視情況而進行修改，但是不能隨意更改，總的方向還是要根據(jù)設計說明書進行。接著為選擇各工序的機床設備、刀具及量具等工藝設備，此過程需很準確，說明書中所選用的機床、刀具、量具等設備可以采用。在選取過程中，每個設備都有各自加工的選用范圍，只要在選用范圍之內(nèi)的就可以選用。故此過程簡便可靠，應該按說明書所選用的設備進行工藝加工。下一過程為確定各工序的切削用量和時間定額，此過程嚴謹程度一般，所以該過程是根據(jù)工藝設計而來，若工藝設計所用的方案有變動，則此過程也會有一定范圍的變動，必須在誤差允許范圍之內(nèi)，計算過程應該完全按照設計手冊中所給定的來。至于工藝設計的配合可以進行選用，這個過程應該按照工藝過程參考進行選取。之后為專用夾具的設計，這個過程的靈活性較大，一種零件可以有不同的幾種夾具方案，在設計過程中，也是根據(jù)書上給定的夾具選用的范圍選定，在選用夾具原件時，參考各種夾具原件的適用范圍。最后由定位誤差和夾緊力來檢驗此夾具設計的是否合理。所以此過程也是按照程序而來，有設計，有檢驗，因此本設計過程是可取的。 綜上所述，在方案的設計過程中，存在著許多不完善的地方，但是方案依然可取，所需改進的是在設計過程中應多查資料，不僅要根據(jù)書中所給的資料進行設計，同時也應該考慮現(xiàn)實情況和經(jīng)驗情況進行設計，所以這個方案在一定的誤差范圍內(nèi)可以選取。 致謝 畢業(yè)設計已經(jīng)接近了尾聲，這也意味著我的大學生活就要結(jié)束了，大學生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實，當我寫完這篇畢業(yè)論文的時候，有一種如釋重負的感覺，感慨良多。 首先，我要特別感謝我的指導老師張千老師。做設計的過程是艱辛的，但是在我的努力之下還是完成了。在這個過程中張千老師給了我很大的的幫助，沒有他的悉心指導和嚴格的要求，我也不會順利完成這次設計。每次遇到難題，我最先做的就是向張老師尋求幫助，而張老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。張老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設計的每個階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導。這幾個月以來，張老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷，在此謹向張老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。其次，還要感謝這四年來教我知識的每位老師，畢業(yè)論文能夠順利完成，老師們也都有很大的功勞。最后，要向這四年大學生活期間所有幫助過我的同學們以及各位朋友們說一聲謝謝。 這次的畢業(yè)設計，對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想，訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際情況和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用。寫作畢業(yè)論文是一次再次進行系統(tǒng)學習的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新生活的開始。希望大家能夠在將來的生活中繼續(xù)追逐最初的夢想，永不言棄。 參考文獻 [1] 于剛君，趙麟凱.工藝方案選擇和工藝裝備設計的統(tǒng)一[J].壓縮機技術(shù)，2005，3:29-30+32 [2] 郭志龍.面向工藝設計的制造資源建模與優(yōu)化方法研究及實現(xiàn)[D].電子科技大學,2009 [3] Berger, Arnold.Embedded systems?design?: an introductionto?processes,tools, and techniques[D].Macsource press,2009 [4] 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