連接支架工藝及夾具設(shè)計(jì)【套筒零件】【含圖紙】

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湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目：連接支架工藝及夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 2010962919 姓 名： 李 滔 指導(dǎo)教師： 吳 繼 春 完成日期： 2014年5月20日 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 論文（設(shè)計(jì)）題目： 連接支架工藝及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 2010962919 姓名： 李滔 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 吳繼春老師 系主任： 劉柏希老師 一、主要內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：了解機(jī)械制造和機(jī)械加工工藝及夾具的發(fā)展，進(jìn)行詳細(xì)的連接支架工藝性分析，明確連接支架的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)與分析。 基本要求：在滿足經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性的前提下完成連接支架的工藝規(guī)程，選用合適的夾具對(duì)零件進(jìn)行定位。 二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題 連接支架的工藝規(guī)程; 夾具的設(shè)計(jì)與分析。 三、進(jìn)度安排 序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間 1 熟悉課題、調(diào)研、收集資料、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 第1-2周 2 方案設(shè)計(jì) 第3-5周 3 總體設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算 第6-7周 4 繪裝配圖及主要零件圖 第8-10周 5 撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)、翻譯資料、準(zhǔn)備答辯 第11-13周 6 7 8 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1] 王光斗，王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2000 . [2] 孟少農(nóng)主編. 機(jī)械加工工藝手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992. [3] 趙如福主編.機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版）[M] .上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,1990 [4] 王啟平主編. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ，1996. [5] 關(guān)慧貞，馮辛安．機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)(第 3 版)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [6] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)（ 第 2 版）［M ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006 . [7] 陸建中，孫家寧．金屬切削原理與刀具（第 5 版）［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011. [8] 劉晉春，白基成，郭永豐．特種加工（第五版）［M ］．北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2008． [9] 李益民．機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)［M ］. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1994. [10]徐學(xué)林．互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)（第 2 版）M ］．長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社,2009. [11] 張琳，樂(lè)精華. 耐蝕閥門(mén)用蒙乃爾合金[J ].蘭州 :蘭州高壓閥門(mén)廠 ,2002. [12] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) . 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2004. [13] 李鑫 ．重視工藝迎接挑戰(zhàn) [J].甘肅 白銀 :白銀公司動(dòng)力廠 ,2003. [14] 陳家元. 機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) [J].安徽 六安:安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三一三地質(zhì)隊(duì),2012. [15] 陳國(guó)新，雷先明.對(duì)我國(guó)機(jī)械工藝的幾點(diǎn)討論[J].湖南 邵陽(yáng):邵陽(yáng)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系, 2001. [16] 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局. 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制圖[S].北京：1999. 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表 學(xué)號(hào) 2010962919 姓名 李滔 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：連接支架工藝及夾具設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。 綜 合 評(píng) 價(jià) 本設(shè)計(jì)選題綜合性較強(qiáng)，符合機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和要求；題目難度適中，與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密。該生具有較強(qiáng)的查閱文獻(xiàn)和綜合歸納資料的能力，綜合應(yīng)用本科所學(xué)知識(shí)能力較強(qiáng)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力較好，英文水平及應(yīng)用不錯(cuò)。 論文立論正確，論述比較充分，整體結(jié)構(gòu)尚可；設(shè)計(jì)與計(jì)算科學(xué)，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，圖紙完備，引文規(guī)范。論文文字通順，該設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。同意參加答辯。 評(píng)閱人： 2014年 月 日 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見(jiàn) 學(xué)號(hào)： 2010962919 姓名： 李滔 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 47 頁(yè) 圖 表 18 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 連接支架工藝及夾具設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要： 從1949 年以來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中具有相當(dāng)規(guī)模 、產(chǎn)品門(mén)類比較齊全和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門(mén)之一，其機(jī)械加工和夾具也有很大的發(fā) 但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們這方面的水平還存在著較大的差距，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn) 品質(zhì)量不夠高，機(jī)械加工設(shè)備科技含量不夠高，加工工藝過(guò)程不合理，夾具和先進(jìn)設(shè)備 的配合應(yīng)用也比較少，造成加工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工出來(lái)的產(chǎn)品也不能達(dá)到國(guó)際高水 的要求。 現(xiàn)在，德國(guó)、日本等制造水平最先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家都把制造技術(shù)視為當(dāng)代科技發(fā)展為， 活躍的領(lǐng)域和國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，制定了一系列振興計(jì)劃、建立世界級(jí)制造技術(shù) 中心，紛紛把先進(jìn)制造技術(shù)列為國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。我國(guó)在近幾年也迅速崛 起，更加視制造技術(shù)的發(fā)展。 機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展發(fā)展迅猛。機(jī)械加工工藝以各個(gè)工廠的 具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。現(xiàn)在國(guó)際先進(jìn)的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè) 計(jì)已突破已往死板模式，隨著情況的不同具有更加合理的工藝過(guò)程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大 大提高。這篇論文在經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性的前提下，詳細(xì)指出了連接支架的工藝規(guī)程，與相 應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)與分析，還對(duì)機(jī)械制造和機(jī)械加工工藝及夾具的現(xiàn)狀提出了意見(jiàn)看法及對(duì) 未來(lái)的展望。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 李滔同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為連接支架工藝及夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)原理基本正確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本合理。但完成圖紙質(zhì)量較好，所完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)條理清楚,設(shè)計(jì)基本正確，文字基本流暢。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量飽滿。 同意其參加答辯，建議成績(jī)?cè)u(píng)定為良好。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ) 答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見(jiàn) 答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 目 錄 摘要 ……………………………………………………………………………1 第1章 緒論……………………………………………………………………3 1.1 簡(jiǎn)介………………………………………………………………………………… 3 1.2 機(jī)械制造和機(jī)械加工工藝及夾具的發(fā)展………………………………………… 3 第2章 零件圖分析……………………………………………………………5 2.1 零件材料分析……………………………………………………………………… 5 2.2 零件工藝性分析…………………………………………………………………… 6 2.2.1 外圓 ………………………………………………………………………… 7 2.2.2 內(nèi)孔 ………………………………………………………………………… 7 2.2.3 其他重要加工部分 ………………………………………………………… 8 2.2.4 倒角等 ……………………………………………………………………… 9 2.3 零件總體分析……………………………………………………………………… 9 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………………10 3.1 設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………………11 3.2 工藝順序的安排……………………………………………………………………11 3.3 加工計(jì)劃……………………………………………………………………………13 3.4 主要加工部分余量計(jì)算……………………………………………………………14 3.5 基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………………………17 3.5.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)…………………………………………………………………… 17 3.5.2 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………… 17 3.5.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 17 3.5.2.2 精基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 17 第4章 夾具設(shè)計(jì)與分析………………………………………………………19 　　4.1 現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的要求…………………………………………………………19 　 4.2 連接支架工藝中對(duì)夾具的要求………………………………………………… 19 　　4.3 工藝中典型專用夾具設(shè)計(jì)分析………………………………………………… 20 　　 4.3.1 60號(hào)工序磨工夾具……………………………………………………… 20 　　　 4.3.1.1 定位要求……………………………………………………………20 　　　 4.3.1.2 定位元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………21 　　　 4.3.1.3 夾緊元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………21 　　　 4.3. 1.4 定位誤差分析………………………………………………… …21 4.3 .2 90 號(hào)工序數(shù)控夾具………………………………………………………22 4.3. 2.1 定位要求………………………………………………………… 22 4.3. 2.2 定位元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………23 4.3. 2.3 夾緊元件的設(shè)計(jì)………………………………………………… 23 4.3. 2.4 定位誤差分析…………………………………………………… 23 4.3 .3 110 /12 0 號(hào)工序數(shù)控銑工 /電火花夾具…………………………… 23 4.3. 3.1 定位要求……………………………………………………………24 4.3. 3.2 定位元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………24 4.3. 3.3 夾緊元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………25 4.3. 3.4 定位誤差分析………………………………………………………25 結(jié)論………………………………………………………………………… 26 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………28致謝………………………………………………………………………… 29 附錄……………………………………………………………………………30 外文文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 30 中文翻譯…………………………………………………………………………………………… 40 摘 要 簡(jiǎn)要回顧國(guó)內(nèi)外機(jī)械工藝和夾具發(fā)展歷程， 討論國(guó)內(nèi)外機(jī)械制造和工藝水平的人差異，展望現(xiàn)在全球機(jī)械工藝和夾具的發(fā)展 趨勢(shì)。分析零件“連接支架”的機(jī)械加工工藝性和一些重要加工面的加工要求， 對(duì)該零件進(jìn)行工藝規(guī)程方面設(shè)計(jì)和制訂，包括基準(zhǔn)的選擇，工件加工工藝順序的安排， 工藝尺寸鏈的計(jì)算，加工余量的計(jì)算和一些其它加工參數(shù)的確定。 針對(duì)工藝規(guī)程的相關(guān)工序設(shè)計(jì)專用夾具，由夾具的定位方式來(lái)確定夾緊元件和定位元件， 對(duì)夾具的定位誤差來(lái)進(jìn)行分析。介紹同學(xué)們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中經(jīng)歷的過(guò)程和遇到的困難，闡述在“ 連接支架”的機(jī)械工藝和相關(guān)夾具設(shè)計(jì)中我們所學(xué)到的知識(shí)和提升的能力。 重點(diǎn)為對(duì)零件“ 連接 支架”工藝規(guī)程及其相關(guān)的夾具的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：機(jī)械加工工藝，夾具，機(jī)械制造 ABSTRACT A brief review of the mechanical process and fixture development both at home and abroad, discussed the domestic and foreign machinery manufacture and process level difference, looking now global development trend of the mechanical process and fixture. Analysis of the parts "bracket" mechanical processing and some important machining surface processing requirements, to design and develop the parts for process planning, including the selection of reference, the arrangement of the workpiece processing order, the calculation of process dimension chain, the calculation of machining allowance and the determination of some other processing parameters. In view of the special fixture related process design procedure, by positioning way to determine the clamping fixture components and positioning components, for the fixture positioning error for analysis. Introduce the students experience in the graduation design process and the difficulty, in the mechanical process of "bracket" and related the knowledge we have learned in the design of fixture and the ability to improve. The key for the parts "bracket" process and related rules of fixture design. Keywords: mechanical processing, fixture, machinery manufacturing 47 第 1 章 緒論 1.1 簡(jiǎn)介 機(jī)械加工工藝及相關(guān)夾具設(shè)計(jì)方面是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)個(gè)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 　　　就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練。從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，既可很好地考查我們大學(xué)四年對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，又可讓我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中將所學(xué)知識(shí)用到實(shí)踐中使我們學(xué)的更深更多。 機(jī)械制造產(chǎn)品加工工藝包括零件的加工和裝配，它的指導(dǎo)思想是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下達(dá)到經(jīng)型（包括經(jīng)濟(jì)效益和理論）和高生產(chǎn)率 [1] 。其研究的重點(diǎn)為工藝過(guò)程，同時(shí)也包括零件加工工藝過(guò)程和裝配工藝過(guò)程工藝是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過(guò)程。各種機(jī)械的制造方法和過(guò)程的總稱為機(jī)械制造工藝。它是實(shí)際生產(chǎn)中最活躍的因素，它是構(gòu)思和想法，同時(shí)又是實(shí)在的手段和方法，并落實(shí)在由刀具、夾具、機(jī)床、工件所構(gòu)成的工藝系統(tǒng)中，所以它包含和涉及的范圍非常廣，需要多門(mén)相關(guān)學(xué)科知識(shí)的支持，同時(shí)工藝又和實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系密切。而夾具是機(jī)床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床和刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。因此，夾具的設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝中必不可少的一部分。 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各條戰(zhàn)線上廣泛的使用著大量的機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表等方面工藝裝備。這些工藝裝備的制造過(guò)程總稱為機(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)。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的技術(shù)，研究其工藝 ，并設(shè)計(jì)和制造各種工藝裝備。 1.2 機(jī)械制造和機(jī)械加工工藝及夾具的發(fā)展 從 1949 年以來(lái)，我們國(guó)家的機(jī)械制造業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中具有相當(dāng)規(guī)模、產(chǎn)品門(mén)類比較齊全和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門(mén)之一，其機(jī)械加工和夾具也有 很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們這方面的水平還存在著較大的差距 ，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量不夠高，機(jī)械加工設(shè)備科技含量不夠高 ，加工工藝過(guò)程不合理，夾具和先進(jìn)設(shè)備的配合應(yīng)用也比較少，造成加工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工出來(lái)的產(chǎn)品也不能達(dá)到國(guó)際高水平要求。 現(xiàn)在，德國(guó)、日本 韓國(guó)等制造水平最先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家都把制造技術(shù)視為當(dāng)代科技發(fā)展為活躍的領(lǐng)域和國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，制定了一系列振興計(jì)劃、建立世界級(jí)制造技術(shù)中心，紛紛把先進(jìn)制造技術(shù)列為國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。我國(guó)在近幾年也迅速崛起，更加視制造技術(shù)的發(fā)展。 　　機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展發(fā)展迅猛。機(jī)械加工工藝以各個(gè)工廠的具 體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同?，F(xiàn)在國(guó)際先進(jìn)的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 已突破已往死板模式，隨著情況的不 同具有更加合理的工藝過(guò)程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產(chǎn)品質(zhì)量 的前提下，盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件 的基礎(chǔ)上，盡可能采用國(guó)內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。要保證操作者良好的勞動(dòng)條件。 但我國(guó)現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量， 工時(shí)定額也憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算。 長(zhǎng)期以來(lái),加工工藝編制是由個(gè)工廠工藝人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。如果由幾位工藝員各 自編制同一個(gè)零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。 這 是因?yàn)楣に囋O(shè)計(jì)涉及的因素多因果關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。 CAPP將是機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)， 它不僅提高了工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣重復(fù)的工作中擺脫出來(lái)，集中精 力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。我國(guó)現(xiàn)階段還對(duì)此技術(shù)不夠重視，使用條件也 不夠成熟，還須增加各方面 配套設(shè)備，提高技術(shù)水平。 在全球制技術(shù)水平不斷提高的前提下，現(xiàn)代機(jī)床各種夾具的設(shè)計(jì)也隨之快速相應(yīng)的發(fā)展 ?，F(xiàn)代機(jī)床夾具發(fā)展的基本趨勢(shì)[2]為： 1）高效化 高效化的夾具的主要功能是減少工件加工的加工時(shí)間和輔助工具的夾 緊定位等時(shí)間，目的是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有 自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，使用電動(dòng)虎鉗在銑床上裝 夾工件，工作效率可提高約 5 倍；使用高速三爪自定心卡盤(pán)在車(chē)床上裝夾工件 ，可保 證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min 的超高速下仍能牢固地夾緊工件，這樣可以使切削速度 大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、生產(chǎn)自動(dòng)線部分配置相應(yīng)的高效、高自動(dòng)化程度夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在多軸加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)更換夾具的裝置以及自動(dòng)裝夾工件的夾具 ，充分發(fā)揮了和提高了數(shù)控機(jī)床的效率 。 2）標(biāo)準(zhǔn)化 現(xiàn)代機(jī)床夾具的主要目的就在于提高生產(chǎn)效率 ，這樣也就使其必須 具有通用化和標(biāo)準(zhǔn)化的特性，而機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是密切聯(lián)系的兩個(gè)方面。目 前我國(guó)已有關(guān)于夾具零件及部件的國(guó)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(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，很大程度上縮短 了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 ，降低生產(chǎn)總成本。 3）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化類似 ，它們都是指機(jī)床夾具通過(guò) 組合 、調(diào)整 等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：生產(chǎn)批量、 工序特征、工件的尺寸和形狀等。近年來(lái)出現(xiàn)的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、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè) 中小批量生產(chǎn)、多品種的需要，提高夾具的柔性化程度，改變專用夾具本來(lái)的不可拆結(jié) 構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要目標(biāo)和方向。 4）精密化 機(jī)床夾具的制造和定位精度會(huì)直接影響到零件的加工精度 ，而現(xiàn)在隨著機(jī)械產(chǎn)品對(duì)精度的要求日益提高，必然也相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)有很多類型，例如多齒盤(pán)，在用于精密分度時(shí)，其分度精度可達(dá)±0. 1"；用于精密車(chē)削高精度三爪自定心卡盤(pán)，其定心精 為5μm。這些精密化的夾具為以后零件加工的精度提供了重要保證。 第 2 章零件圖分析 2.1零件材料分析 按零件圖要求，連接支架采用Monel alloy K-500合金。這是一種性能好，造價(jià) 的價(jià)格昂貴的進(jìn)口不銹鋼材料。 Monel合金是 Ni-Cu 系耐蝕合金，最早是由美國(guó)的國(guó)際鎳公司 (International 鎳公 )開(kāi)發(fā)的，其典型成分為 70％Ni 和 30％Cu，它是鎳基耐蝕合金應(yīng)用最廣泛的合 金[3] 。Monel合金既具有較高的強(qiáng)度和韌性，又具有優(yōu)良的抗還原酸及強(qiáng)堿介質(zhì)和海 水等腐蝕的性能。因此通常用于制造輸送氫氟酸(HF)、鹽水、中性介 質(zhì)、堿鹽及還原 性 酸介質(zhì)C23的設(shè)備。Monel合金也適用于干燥氯氣、氯化氫氣 、高溫氯氣(425℃ ) 及高溫氯化氫(450℃)等介質(zhì) ,但不抗含硫介質(zhì)和氧化性介質(zhì)(如硝酸,含氧量高的介） 的腐蝕，因?yàn)殒嚺c硫和氧有劇烈反應(yīng)，易形成Ni3S2和NIOC Monel 合金有兩種類型：加工強(qiáng)化型，有 Monel 400、404、R405 等牌號(hào)；沉淀 硬化型，有Monel K-500、502 等牌號(hào)，常用 Monel alloy K-400 和 K-500，Monel alloy K-500 合金繼承了 Monel alloy K-400 合金優(yōu)良耐腐蝕性。通過(guò)在鎳銅基內(nèi)添加鋁和鈦，并在一定條件下加熱使Ni3(Ti,Lv)粒子沉淀為晶體，又使其比Monel alloy K-400、合金有更大的強(qiáng)度和硬度。在各種酸、堿介質(zhì)中，具有使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用與石油化工、核工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等尖端工業(yè)上，作為其中的重要零件部件，另外還在其他高強(qiáng)度、高耐度高耐磨性的復(fù)雜環(huán)境條件下使。Monel alloy K-500合金產(chǎn)品的典型應(yīng)用時(shí)鏈條和電纜船用緊件固件及彈簧；化學(xué)處理泵和閥門(mén)部件；手術(shù)刀和造紙業(yè)使用的刮刀；油井鉆鋌和儀器、泵軸、葉輪；非磁性外殼；石油和天然氣生產(chǎn)中石油的安全電梯和閥門(mén)；傳感器和其他電子組件。 Monel alloy k-500 合金 化學(xué)成 分如表 1.1： 表 2.1 Monel alloy K-500 合金化學(xué)成分表[4] C Mn Si S Cu Fe Ni 其他 ≤0.25 ≤1.50 ≤0.50 ≤0.01 余 ≤0.02 63.0-70 Al2.5-3.5 Ti0.35-0.8 5 2.2零件工藝性分析 根據(jù)零件圖的要求，該零件內(nèi)外圓及兩端面都須較復(fù)雜的加工，且加工精度較高 。零件外形 如圖 2.1 所示： 圖 2.1 連接支架三維圖 下面分析了零件主要的幾個(gè)加工部位。 2.2.1 外圓 1) 右端（ 左右均以零件圖為準(zhǔn)，下同）?76.2外圓加工面，加工面長(zhǎng)120.6mm，公差0.025mm，精度要求較高，加工時(shí)還須考慮其定位誤差，盡量 一次裝夾加工 多個(gè)待加工面 。此外圓軸線 作為 多處加工部位的基準(zhǔn)，必須保證此處精度。 2) 該零件外圓切槽處較多，有4處槽。其 中左端第一個(gè)為退刀槽槽寬2mm，是加工螺紋 退刀所用，精度要求不高。第二處和第四處槽 在零件圖中有局部放大圖，如圖2.2。槽寬均 有0.2mm公差要求槽壁有 0~10°的斜度，且 轉(zhuǎn)折處均須分別倒圓弧角R0.8和R0.15，槽內(nèi) 各處粗糙度須達(dá)到 Ra0.8，另外第二處槽還須 滿足以A為基準(zhǔn)的同軸度要求。這兩處加工要 求較多，編寫(xiě)加工工藝時(shí)須謹(jǐn)慎考慮。第三處 圖 2.2 4.8 毫米槽 槽寬2 0. 2±0.1，此槽精度要求也比較高，槽寬有公差要求，須保證圓?70.4，還要保證以 A 為 基準(zhǔn)的同軸度要求，此外，外圓軸線也是作為 T 型槽的 基準(zhǔn)，必須達(dá)到各精度要求。 3) 左端須加工出一個(gè)美制短牙梯型螺紋 3’3/8-8 STUB ACME，查資料得： 3’3/8-8 STUB ACME 參數(shù)[5] d =85.725 d2 =84.772 d3 =83 .3 12 max p =3.175 a=29° 螺紋軸線須保證 A 為基準(zhǔn)的同軸度要求，為滿足螺紋的精度要求，可將其工序靠后設(shè)計(jì)。另外按照零件圖指示，需要設(shè)計(jì)工序銑除不完全螺紋。 2.2.2 內(nèi)孔 兩端內(nèi)孔大小分別為?60.5,? 40，兩孔結(jié)合處為 120°角 ，保證左端孔117mm 長(zhǎng)和結(jié)合處 120°角，間接保證右端孔的長(zhǎng)度，所以須先加工左端較大孔再加工右端較小孔 。左端須加工?72.5 內(nèi)槽，加工出兩對(duì)稱110° 、?72.5 圓弧 。此處要特別注意，圓弧頭尾處是直線而不是弧形，不能由銑床銑刀直接加工完成，又由于不 是完整圓弧，也不能由車(chē)床加工，所以必須采用特種加工。 右端要加工?76.2 的臺(tái)階，此臺(tái)階精度較高，尺寸的公差為 0.025mm， 同軸度公差為 ?0.05 ，此處應(yīng)盡量與外圓 7?6.2處一次裝夾加工。 圖 2.4 T 形槽 圖 2.3 內(nèi)孔對(duì)稱圓弧 2.2.3 其它重要加工部位： 1) T 形槽，T 形槽的寬度有 0.1 的公差要求。而且相對(duì)外圓軸線有對(duì)稱度要求。為了加工T形槽，設(shè)計(jì)者在?70.46外圓上設(shè)計(jì)了一個(gè)與T形槽等高的平面便于刀具進(jìn)退 ，如圖 2.4。 2）在右端外圓上須加工三個(gè)?8的通孔，三孔并不是均布的，角度分別為 105°，135°，120°，零件圖中對(duì)三個(gè)孔還有 ?0.05 的位置度要求，如圖 2.5。 3)在零件外圓最大處?98.4，均布了三個(gè)寬6mm，深 4.45mm 的槽。 4).在外圓?98.4左邊的臺(tái)階邊沿上還要加工一個(gè)螺釘孔，螺釘孔螺紋為美制粗牙 內(nèi)螺紋 1/4-20 UNC-2B 如圖 2.6。螺紋參數(shù)為： ?1/4-2 0 UNC-2B 參數(shù)[6] D= 6.35min D1= 4.9784 D2 =5.5245 D = 6.35min P = 1.27 a=60° 圖 2.5 孔（非均布) 圖 2.6 螺釘孔三維圖 為了不影響內(nèi)孔，零件設(shè)計(jì)者將此螺釘孔設(shè)計(jì)為平底，設(shè)計(jì)加工工藝和實(shí)際加工時(shí)應(yīng)注意。 這幾個(gè)加工部位位置比較復(fù)雜,分別加工的話,定位和加工都比較困難，可以考慮使用特殊的設(shè)備和工裝對(duì)其進(jìn)行加工。 2.2.4 倒角等 詳見(jiàn)零件圖，如圖 2.7。 2.3 零件總體分析 該零件設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn)，采用材料為 Monel alloy K-500 合金進(jìn)口不銹鋼，零件圖中對(duì)硬度無(wú)要求，無(wú)需熱處理。零件總長(zhǎng) 197 ±0.2mm ，外圓最大處 ?98.4 。粗糙度要求兩槽內(nèi)各處粗糙度 Ra0.8，其余 Ra3.2。螺紋加工處兩處，一處為外螺紋，一處為螺釘孔。根據(jù)零件圖2.7分析，該零件主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為?0.075外圓軸線和左右端面 。 圖 2.7零件圖主視圖及剖視圖 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件 。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)械加工工藝規(guī)程來(lái)體現(xiàn)。因此。機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重 要而又嚴(yán)肅的工作。 它的作用[7]有： 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 ）； 2) 它是生產(chǎn)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 ），其原始依據(jù)也是機(jī)械加工工藝規(guī)程。 3.1 設(shè)計(jì)要求 “連接 支架” 的工藝規(guī)程 設(shè)計(jì)要 求如下 ： 1) 生產(chǎn)上的安全性 注意保證工人操作時(shí)有良好而安全的勞動(dòng)條件。在工藝方案上采用機(jī)械化或 自動(dòng)化措施，以減輕工人繁雜的體力勞動(dòng)，保證生產(chǎn)安全。 2) 質(zhì)量上的可靠性 必須保證機(jī)器零件的加工質(zhì)量，達(dá)到零件圖圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求。 3) 經(jīng)濟(jì)上的合理性 在一定的生產(chǎn)條件下選擇經(jīng)濟(jì)上最合理的方案,使產(chǎn)品的能源、材料消耗和 生產(chǎn)成本最低。 ? 4) 技術(shù)上的先進(jìn)性 在經(jīng)濟(jì)合 的基礎(chǔ)上，最大化利用現(xiàn)有設(shè)備，在必要的情況下還要做相關(guān)試 驗(yàn)和研究，以提高加工精度和效率。 3.2 工藝順序的安排 工藝順序安排應(yīng)滿足下列原則[8]; 1） 先加工基準(zhǔn)面，再加工其它表面； 2） 一般先加工平面，后加工孔； 3） 先加工主要表面，后加工次要表面； 4） 先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 該零件主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)?76.2外圓軸線和左右端面。因此，先粗車(chē)?76.2處外圓和右端端面，然后掉頭以?76.2外圓為基準(zhǔn)A，粗車(chē)左端面及右端外圓，鉆鏜內(nèi)孔。再次掉頭鉆鏜內(nèi)孔。此處之所以多次掉頭是因?yàn)閮啥藘?nèi)孔精度要求都較高，既有尺寸誤差要求，又有形位誤差要求。為了保證尺寸要求，防止鏜孔時(shí)跳動(dòng)大，加工時(shí)不能 以毛胚為為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，應(yīng)先加工基準(zhǔn)面。后續(xù)還安排了數(shù)控精加工和磨削加工以達(dá) 到零件圖所要求精度 。 在外圓和和內(nèi)孔（除右端內(nèi)孔外）大致輪轂精加工完成后，安排加工右端的兩個(gè)槽。這里槽的設(shè)計(jì)公差較大，可安排普通車(chē)床。槽都有以A為基準(zhǔn)的同軸度公 ，在左端用軟爪夾緊的同時(shí)，還設(shè)計(jì)了一個(gè)堵頭以頂尖頂住右端，保證其同軸度誤差。此道工序中 4.8mm 槽槽內(nèi)粗糙度要求較高，達(dá)到Ra0.8。車(chē)床加工后還需要使用砂紙打磨槽內(nèi)各面使其達(dá)到粗糙度要求。 為了符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，在30號(hào)工序后沒(méi)有再掉頭加工內(nèi)孔，在完成左端的加工后掉頭精加工右端內(nèi)孔。 下一步的工序使用了四軸立式加工中心加工零件圖上要求的孔，T形槽，螺釘孔和 6mm 均布槽。使用四軸立式加工中心配合專用夾具（后續(xù)章節(jié)將介紹），可以高效的完成此工序的加工。此處加工螺釘孔之前應(yīng)用銑刀銑出一個(gè)小平面，再用平頭鉆鉆出平底孔。 上述加工會(huì)產(chǎn)生很多毛刺，應(yīng)安排去毛刺工序，同時(shí)攻螺釘孔的內(nèi)螺紋。 在零件圖中不規(guī)則圓弧的加工上設(shè)計(jì)了兩道工序，一道在立式加工中心上用銑刀 銑處圓弧，一道使用電火花機(jī)床去除銑刀產(chǎn)生的刀具圓弧。這樣設(shè)計(jì)一方面充分利用普 通加工設(shè)備，提高效率和精度；一方面不須特別設(shè)計(jì)電火花機(jī)床加工用的電極，節(jié)約成本。當(dāng)然，這兩道工序都需使用到專用夾具定位，在后續(xù)的章節(jié)中將介紹 。 為了避免螺紋在其它工序中損壞，保證螺紋的尺寸和位置精度，將右端外螺紋的加工安排在電火花加工后。零件圖要求去除不大于270°的圓周上銑去不完成螺紋并銳邊倒鈍，所以在螺紋加工完成后還需安排數(shù)控銑加工去除不完整螺紋。 完成機(jī)械加工后須再次安排去毛刺工序去除之前工序產(chǎn)生的毛刺。后續(xù)還按要求 設(shè)計(jì)了標(biāo)印，檢驗(yàn)，清洗，包裝工序。 標(biāo)印要求如下： 標(biāo)印內(nèi)容：零件號(hào)、版次、訂單號(hào)、順序號(hào)、制造商代號(hào)； 標(biāo)印方式：電腐蝕標(biāo)??； 標(biāo)印字高：3mm。 包裝要求如下： 1) 用洗滌汽油清洗零件并晾干 2）先將零件用 350X350 的汽泡膜包裹裝入內(nèi)腔尺寸為φ105X210的紙筒 ,(出口用),并在兩端填滿軟性填充物,用膠帶紙封口,在紙筒外表面貼上內(nèi)標(biāo)簽 ,標(biāo)明零件號(hào)，版次號(hào)，序列號(hào)，訂單號(hào)，訂單項(xiàng)，供應(yīng)商 不符合報(bào)告號(hào)（按需 ） 3) 將已貼好內(nèi)標(biāo)簽的單件包裝裝入尺寸為 320X320 X220 外包裝箱內(nèi).每個(gè)外包裝箱內(nèi)裝 9 個(gè)單件包裝箱,然后把裝有合格證的文件袋平放于外包裝箱內(nèi)用膠帶封口,并加固成#字形 . 4) 在外包裝箱的一個(gè)側(cè)面的右上角貼上外標(biāo)簽,標(biāo)明訂單號(hào),訂單項(xiàng),零件號(hào),版次 號(hào),零件名稱,數(shù)量,制造商,發(fā)運(yùn)及到岸地址,并用膠帶固緊. 5) 在含有合格證的外包裝箱封口面中線一側(cè)貼上"內(nèi)含文件"字符的標(biāo)簽,并用膠 帶固緊. 3.3 加工計(jì)劃 為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)加工計(jì)劃如下： 表 2.1 加工計(jì)劃表 序號(hào) 工序名稱 設(shè)備名稱 設(shè)備序號(hào) 主要內(nèi)容 0 領(lǐng)料 選料?101.6 10 下料 鋸床 GB4240X 鋸為2021mm 20 車(chē)工 普通車(chē)床 CW6163C 車(chē)外圓?78 30 車(chē)工 普通車(chē)床 CW6163C 掉頭平端面 粗車(chē)外圓?98和?98.4 粗鉆，鏜內(nèi)孔?57 40 車(chē)工 普通車(chē)床 CA6140 掉頭平端面 粗鉆，鏜內(nèi)孔?35和?59 50 數(shù)車(chē) 數(shù)控車(chē) 床 TK40A 平端面 精車(chē)外圓?76.4 精鏜?40和?62 60 磨工 外圓磨床 MG1432C 磨外圓 70 車(chē)工 普通車(chē)床 CA6140 車(chē)4.8mm寬槽和20.2mm寬槽 車(chē)30度錐度 80 數(shù)車(chē) 數(shù)控車(chē)床 CK7525 平端面 精鏜?60.5內(nèi)孔 切7mm槽 90 數(shù)控 立式加工中心 VC-130 切3-6mm均布槽 銑T形槽及對(duì)應(yīng)平面 鉆螺釘孔 鉆3-8mm非均布孔 100 鉗工 去毛刺 攻螺紋 110 數(shù)控 立式加工中心 VC-130 銑?72.5不完整對(duì)稱圓弧 120 電火花 電火花機(jī)床 HCD500K 加工出圓弧端部直角 130 數(shù)車(chē) 數(shù)控車(chē)床 CK7525 精車(chē)外圓其槽 加工螺紋 140 數(shù)控 立式加工中心 VC80 銑去不完整螺紋 150 鉗工 去毛刺 160 標(biāo)印 零件號(hào)，版次，制造商代號(hào) 標(biāo)印方式：電腐蝕標(biāo)印 標(biāo)印字高：3mm 170 檢查 180 清洗 190 包裝 3.4 主要加工部位余量計(jì)算 余量計(jì)算方法為： Z0 =Z1+Z2+…+Zn= 式 3.1 式中 N0：加工總余量 Zi：工序余量 n：機(jī)械加工工序數(shù)目 在工件中各主要加工部位的總余量分別為： 右端外圓： ZⅠ =101.6-76.2 =25.4mm 左端外圓： ZⅡ=101.6-89.9=11.7mm 總長(zhǎng)度： ZⅢ=200-197=3mm 左端內(nèi)孔： ZⅣ =60.5mm 右端內(nèi)孔： ZⅤ=40mm 為了保證各尺寸加工精度，便于加工和測(cè)量，需要根據(jù)工序計(jì)算各工序加工余量大小。表3. 2 計(jì)算了主要加工部位各工序加工余量。 表 3.2 主要加工部位余量計(jì)算 加 工 余量大小 部 尺寸關(guān)系圖 位 a 23.6 右 b 1.6 端 外 圓 C 0.2 左 d 11.6 端 外 圓 e 0.1 左 端 f 3.5 內(nèi) 孔 右 端 g 5 內(nèi) 孔 h 2 總 i 1.5 長(zhǎng) J 0.5 度 K 1 3.5 基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類，工藝基準(zhǔn)有分為：工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)。下面針對(duì)零件“連接支架”做設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)分析。 3.5.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)