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中文摘要
要設(shè)計(jì)此零件的加工工藝，首先是零件的分析；其次是確定毛坯的制造形式以及制訂工藝路線，翻閱《切削余量手冊(cè)》，確定機(jī)械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸、切削用量及基本工時(shí)的確定。專用夾具的設(shè)計(jì)，首先要想好設(shè)計(jì)方案，找準(zhǔn)定位面及各個(gè)定位元件所限制的自由度。翻閱《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》及《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》確定各個(gè)夾具體零件的具體尺寸。
關(guān)鍵詞：工藝 夾具 夾緊 定位
ABSTRACT
To design parts of this processing, the first parts of the analysis; secondly, to determine the blank forms and the development of manufacturing process line, read "Cutting cushion manual," setting machinery allowance, processes size, rough size, cutting parameters and the basic hours of work identified. Special fixture design, the design must first consider good programs, pinpoint positioning face and positioning components of the various restrictions of freedom. Read "Fixture Design Manual" and "Machinery Manufacturing Technology Handbook" establish specific folder size of the specific components.
Keywords : Process Fixture Synchronizing Location
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒論 1
1.1 定位裝置 2
1.2 夾緊裝置 3
1.3 對(duì)刀－引導(dǎo)裝置 4
1.4 其他元件及裝置 5
1.5 夾緊體 6
第2章 箱蓋零件的分析 7
2.1 零件的作用 8
2.2 零件的工藝分析 9
第3章 箱蓋零件的規(guī)程設(shè)計(jì) 10
3.1 確定毛坯的制造形式 11
3.2 基面的選擇 12
3.3 基準(zhǔn)的選擇 13
3.3.1.粗基準(zhǔn)的選擇 13
3.3.2精基準(zhǔn)的選擇 14
3．4制訂工藝路線 14
第4章 曲軸箱蓋工藝過(guò)程 15
第5章 確定切削和用量及基本工時(shí) 16
第6章 夾具設(shè)計(jì) 23
6.1 銑上端平面夾具設(shè)計(jì) 24
6.2 鉆12-M8孔夾具設(shè)計(jì) 25
結(jié)論 26
參考文獻(xiàn) 27
致謝 28
第一章 緒 論
機(jī)床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工位置，提高加工效率，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性性。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。而專用夾具是指專為某一工件的某一道工序的加工而專門設(shè)計(jì)的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點(diǎn)。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
專用夾具由定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀－引導(dǎo)裝置、其他元件及裝置、夾具體。
1.1定位裝置
這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過(guò)它使工件加工時(shí)相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。
1.2夾緊裝置
它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過(guò)程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減小振動(dòng)。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動(dòng)裝置（如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔，凸輪等）以及動(dòng)力裝置（如氣缸、油缸）等。
1.3對(duì)刀－引導(dǎo)裝置
它的作用是確定夾具相對(duì)于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。
1.4其他元件及裝置
如定位件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。
1.5夾具體
用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，并與機(jī)床有關(guān)
部位連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的裝置。
就我而言，我希望能通過(guò)這次做畢業(yè)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。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。
第二章 零件的分析
2.1零件的作用
曲軸箱蓋和箱體是一個(gè)整體，它將有關(guān)零件（軸、套、齒輪）連接在一起，保證它們之間有正確的相對(duì)位置關(guān)系，使它們能按一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)。因此，箱蓋的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)械精度、性能和使用壽命都有直接關(guān)系。
2.2 零件的工藝分析
曲軸箱蓋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、加工面多、技術(shù)要求高、機(jī)械加工的勞動(dòng)量大。因此箱蓋結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。
曲軸箱蓋幾個(gè)加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：
尺寸300兩平面要保證一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。
箱蓋底面與側(cè)端面都有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。
鉆2-φ100與底平面有一定的角度要求度公差為0.05mm；且有一定的位置要求。
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1確定毛坯的制造形式
箱蓋零件材料為HT200，考慮到零件的材料是鑄鐵，形狀比較復(fù)雜，所以選用砂型鑄造。
3.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面的選擇是正確與合理，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)造成零件報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
3.3基準(zhǔn)的選擇
3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）。
由于此零件的精度要求較高，每個(gè)面都需要加工，按照粗基準(zhǔn)選擇原則：以要求加工余量均勻的重要加工表面作為粗基準(zhǔn)，所以選擇該零件上的平面為粗基準(zhǔn)。
3.3.2精基準(zhǔn)的選擇
主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。在加工2-φ100、鏜結(jié)合面φ100孔時(shí)，用底面和底面孔φ16作為精基準(zhǔn)，這樣，符合“基準(zhǔn)重合”的原則，可以避免定位誤差。
3.4制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(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)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，除此以外，還應(yīng)考慮選擇經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
第四章 曲軸箱蓋工藝過(guò)程
零件機(jī)械加工工藝過(guò)程是工藝規(guī)程的中心問(wèn)題，其內(nèi)容包括確定定位基準(zhǔn)、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個(gè)加工工藝過(guò)程中各個(gè)工序的內(nèi)容、確定各個(gè)工序所采用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮幾個(gè)方案，經(jīng)過(guò)分析比較，選擇出比較合理的方案。根據(jù)曲軸箱蓋零件為中批生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床，并配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為砂型機(jī)械造型，并經(jīng)人工時(shí)效處理消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善工件的可切削性。先確定工藝路線如下：
方案一
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鑄件
2
熱處理
時(shí)效處理
3
銑
銑底面，保證尺寸18mm
4
鉆
鉆斜面2-φ100孔端孔12-M8孔
5
銑
銑兩側(cè)面，保證尺寸296mm
6
鏜
鏜φ100孔
7
鉆
鉆底平面12-φ16
8
鉆
鉆底平面各孔及攻絲，保證各尺寸要求
10
銑
銑2-φ100孔端面，保證尺寸28mm及45度
11
鉆
鉆結(jié)合面φ100孔端孔6-M8孔
12
銑
銑上端平面保證尺寸230mm
13
鏜
鏜結(jié)合面φ100孔
14
去毛刺
去除銳毛剌
15
終檢
對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè)
16
防銹
用毛刷沾防銹油為零件防銹
17
入庫(kù)
按照倉(cāng)庫(kù)標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放
方案二
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鑄件
2
熱處理
時(shí)效處理
3
銑
銑底面，保證尺寸18mm
4
銑
銑2-φ100孔端面，保證尺寸28mm及45度
5
銑
銑兩側(cè)面，保證尺寸296mm
6
銑
銑上端平面保證尺寸230mm
7
鉆
鉆底平面12-φ16
8
鉆
鉆底平面各孔及攻絲，保證各尺寸要求
10
鉆
鉆斜面2-φ100孔端孔12-M8孔
11
鉆
鉆結(jié)合面φ100孔端孔6-M8孔
12
鏜
鏜φ100孔
13
鏜
鏜結(jié)合面φ100孔
14
去毛刺
去除銳毛剌
15
終檢
對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè)
16
防銹
用毛刷沾防銹油為零件防銹
17
入庫(kù)
按照倉(cāng)庫(kù)標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放
工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是，面和孔加工順序比較混亂；方案二則與一有所不同，采用先面后孔的原則，先加工面再以面為基準(zhǔn)加工孔；兩者比較可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；但方案二也有不合適的地方，面可以一起加工減少裝夾次數(shù)及夾具設(shè)計(jì)，因此可以合為一道工序，從上述分析可知，采用方案二比較合理。
第五章 確定切削和用量及基本工時(shí)
工序：粗銑上端平面，同時(shí)檢驗(yàn)機(jī)床功率。
加工材料——HT200，200HBS鑄件
加工要求——用標(biāo)準(zhǔn)錐齒圓柱銑刀粗銑，加工余量h=3,用乳化液冷卻。機(jī)床X52K
1.選擇刀具
1)銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意選取，《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1可作為參考，根據(jù)表3.1,銑削寬度ae<5mm時(shí)，直徑為d0＝80mm,ap≤70mm. (由于高速剛圓柱銑刀最大銑削深度為小于100,本工序的銑削深度為138,所以分兩次銑削)由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)為Z=6(表3.9)； (2)銑刀幾何形狀（表3.2）：ra=15°,a0=12°。
2．選擇切削用量
(1)決定銑削寬度ae,由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則ae=h=3mm.
(2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)銑床說(shuō)明書，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根
據(jù)表3.3,fz=0.20～0.30mm/z,現(xiàn)取Fz=0.30mm/z
(3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，根據(jù)表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.6mm,
鑲齒銑刀(do=80mm),刀具壽命T＝180min,(表3.8)；
(4)決定切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vr 切削速度vc可根據(jù)表3.27中的公式計(jì)算，也
可直接由表中查出。根據(jù)表3.9,當(dāng)do=80mm時(shí)，z=6,ap= 41～130mm,,ae=3mm,fz≤0.2～
0.3mm時(shí),vc=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min。
各修正系數(shù)為：kmv=kmn=kmvf=1.0
Kbv=kbn=kvb=0.8～0.85，取0.8
故： vc=vikv=18×1.0×0.8＝14.4m/min
n=nikn=72×1.0×0.8＝57.6r/min
vi=vrikv=91×1.0×0.8＝72.8mm/min
根據(jù)X52K機(jī)床說(shuō)明書，選擇nc=60r/min,vfc=75mm/min 因此，切削速度和每齒進(jìn)給量為：
vc=∏d0nc/1000=3.14×80×60÷1000＝15m/min
fxc=vfc/ncz=75/(60×6)mm/z=0.21mm/z
(5)檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表3.28,當(dāng),ap=41～130mm,,ae=3mm,fz≤0.2～0.3mm時(shí),vi=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min時(shí)，Pct=1.1kw.
切削功率的修正系數(shù)kmpo=1.故實(shí)際的切削功率為：
Pcc=pct=1.1kw
根據(jù)X52K型銑床說(shuō)明書，機(jī)床主軸允許的功率為：
Pcm＝7.5×0.75kw=5.63kw
故pcc
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