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畢業(yè)設(shè)計論文
論文題目：右下端板零件加工工藝及鉆孔夾具
班 級：
專 業(yè)：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
日 期:
摘 要
右下端板零件加工工藝及鉆孔鉆床夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 21 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目 錄
摘 要 II
ABSTRCT III
序 言 - 1 -
1.零件的分析 - 2 -
1.1零件的作用 - 2 -
1.2零件的工藝分析 - 2 -
2.工藝規(guī)程設(shè)計 - 2 -
2.1確定毛坯的制造形式 - 3 -
2.2基面的選擇的選擇 - 3 -
2.3制定工藝路線 - 3 -
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 3 -
2.5確定切削用量及基本工時 - 3 -
3 夾具設(shè)計 - 7 -
3.1概述 - 7 -
3.2方案設(shè)計 - 7 -
3.3定位基準(zhǔn)的選擇 - 7 -
3.4切削力和夾緊力的計算 - 7 -
3.5定位誤差分析 - 8 -
3.6導(dǎo)向裝置設(shè)計 - 8 -
3.7夾具設(shè)計及操作說明 - 9 -
總 結(jié) - 10 -
致 謝 - 11 -
參 考 文 獻(xiàn) - 12 -
-- 13 --
序 言
機(jī)械加工工藝是指用機(jī)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(jìn)行加工的一個依據(jù)。
機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)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(jī)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(yàn)-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機(jī)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?yàn)閷?shí)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(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。
右下端板零件加工工藝及鉆孔鉆床夾具設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
1.零件的分析
1.1零件的作用
右下端板是整體裝置的重要零件，它支撐中心部分，承受著部分靜載荷。
1.2零件的工藝分析
右下端板有2個加工面他們有位置度要求。這三個加工面的分別為：
1，以四周輪廓面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括四周輪廓面。
2：以2個直徑為25孔的軸線為基準(zhǔn)，這組面包括2個直徑為25孔
2.工藝規(guī)程設(shè)計
2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料為Q235，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用型材鋼板。
2.2基面的選擇的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。
粗基準(zhǔn)的選擇：對右下端板這樣的零件來說，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要。以零件的上端面加工平面作為粗基準(zhǔn)。
2.3制定工藝路線
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。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案：
方案一
工序1：材料符合Q235（20mm鋼板）的質(zhì)量要求，并具有質(zhì)保書。
工序2：用剪板機(jī)下料，確保100×160外形尺寸。
工序3：以圖示端面為基準(zhǔn)，用PJ0010-G02工裝進(jìn)行鉆孔2-?25，確保中心距離尺寸73，修毛刺
工序4：按圖紙技術(shù)要求，對本零件的尺寸、形狀、位置和表面質(zhì)量等要素進(jìn)行全面檢查。
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
右下端板零件材料為Q235，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材鋼板毛坯。
1、 不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由毛坯可直接獲得。
2、 右下端板的四周
四周輪廓采用鋼板剪板裁剪的辦法
3、右下端板的孔直徑為25、孔毛坯為實(shí)心?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，
2.5確定切削用量及基本工時
工序1：材料符合Q235（20mm鋼板）的質(zhì)量要求，并具有質(zhì)保書。
工序2：用剪板機(jī)下料，確保100×160外形尺寸。
工序3：以圖示端面為基準(zhǔn)，用PJ0010-G02工裝進(jìn)行鉆孔2-?25，確保中心距離尺寸73，修毛刺
選擇鉆床：Z35鉆床
1、刀具的選擇：選擇高速鋼麻花鉆，其直徑。
依據(jù)，根據(jù)表2.1及表2.2，可選擇鉆頭的幾何形狀為：標(biāo)準(zhǔn)，，，，，。
2、選擇切削用量
1）依據(jù)，根據(jù)表2.7，可得鋼的強(qiáng)度，鉆頭的直徑時，。
因?yàn)?，所以不需要乘孔深修正系?shù)。
2）依據(jù)，根據(jù)表2.8，根據(jù)鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng)，，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給力。
3）依據(jù)，根據(jù)表2.9，按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng)，，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N(查，表2.35)時，進(jìn)給量為。
從以上三個進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為。根據(jù)Z35鉆床說明書，選擇。
查，根據(jù)表2.19，當(dāng)，時，查得軸向力。
軸向力的修正系數(shù)為：
故。
查Z35鉆床的使用說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最大軸向力為，由于，所以可用。
（2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
查，可取得鉆頭的后刀面最大磨損量取為0.4mm（0.4~0.6），刀具的壽命T=15min。
（3）決定切削速度
查，根據(jù)表2.30，可查得，，，，，。則。
=
查，根據(jù)表2.31，可查得，，，，故：
r/min
查，根據(jù)Z35鉆頭的使用說明書，可以考慮選擇，但因?yàn)樗x轉(zhuǎn)數(shù)計算轉(zhuǎn)數(shù)較高，會使刀具壽命下降，所以可將進(jìn)給量降一級，即取，也可以選擇較低一級的轉(zhuǎn)數(shù) ，仍用，比較這兩種選擇方案：
1）第一方案 ,
2）第二方案 ,
因?yàn)榈谝环桨傅某朔e較大，基本工時較少，故第一方案好。這時, 。
（4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
查，根據(jù)表2.20，當(dāng)，時，。扭矩的修正系數(shù)為可查得，所以。根據(jù)Z35鉆床的使用說明書，當(dāng)時，。
由于，故選擇之切削用量可用，即
f=0.17mm/r, , 。
3 夾具設(shè)計
3.1概述
在機(jī)床對零件進(jìn)行機(jī)械加工時，為保證工件加工精度，首先要
保證工件在機(jī)床上占有正確的位置，然后通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件
正確位置固定不動，這一任務(wù)就是由夾具來完成。
對于單件、小批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件
的生產(chǎn)成本。但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時
往比較費(fèi)時間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。
本零件屬于大量生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證
工件精度， 提高生產(chǎn)效率，設(shè)計專用夾具就顯得非常必要。
3.2方案設(shè)計
方案設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計關(guān)鍵的一步，方案
設(shè)計的好、壞將直接影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就
會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達(dá)到設(shè)計要求，因
此必須慎重考慮。
設(shè)計方案的擬定必須遵循下列原則：
1、 定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確和可靠，符合六位定位原理。
2、 夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。
3、 夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低
3.3定位基準(zhǔn)的選擇
我們采用已經(jīng)加工好的孔及其端面作為定位基準(zhǔn)，孔和端面
共限制5個自由度，這樣還有一個旋轉(zhuǎn)的自由度沒有限制，為了保證空
間工件定位準(zhǔn)確，我們需要限制6個自由度，因此我們采用一支撐桿來限
制旋轉(zhuǎn)方向的自由度。這樣空間6個自由度就限制完了。
3.4切削力和夾緊力的計算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率。
夾緊力的計算:因采用的是手動夾具故夾緊力無須計算。
3.5定位誤差分析
（1） 定位元件尺寸及公差確定。
由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可得：
① 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故
② 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即：
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。
3.6導(dǎo)向裝置設(shè)計
因?yàn)槲覀兯庸さ目资峭孜覀兪桥可a(chǎn)，查機(jī)床夾具設(shè)計手冊知，快換鉆套的結(jié)構(gòu)和具體尺寸如下
3.7夾具設(shè)計及操作說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了星形壓緊的方式。由于本夾具是對工件進(jìn)行鉆削加工面，因此工件的主要受力是鉆削力，因?yàn)殂@削力是向下的，我們采用的是鉸鏈壓板壓緊，壓緊力也是向下的，鉆削力和壓緊力方向相同。
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。
畢業(yè)設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機(jī)會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次畢業(yè)設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。
這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980。
[2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。
[3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。
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[11] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。
[12] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。
[13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量[M]，中國計量出版社，2540：9-19。
[14] [王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2540。
[15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，25Q235：4-17。
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