A7V型泵缸體殼體加工工藝及銑上端面夾具設(shè)計(jì)
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摘 要
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容涵蓋了機(jī)械加工工藝和機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差尺寸與機(jī)械測(cè)量等各個(gè)方面的內(nèi)容。
支撐殼體加工工藝及其銑上端面的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、加工工序設(shè)計(jì)及專用夾具設(shè)計(jì)這三部分。機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)是在機(jī)械制造技術(shù)等專業(yè)課程所學(xué)的理論知識(shí)上，發(fā)揮專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的一次實(shí)踐訓(xùn)練。機(jī)械制造技術(shù)定義：機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程中，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀，尺寸，相對(duì)位置和性質(zhì)等使其稱為半成品或者成品的工藝過(guò)程。以工藝文件的形式確定下來(lái)的工藝過(guò)程叫做工藝規(guī)程。將鑄件，鍛件毛坯或者鋼材經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的方法，改變它們的形狀，尺寸，表面質(zhì)量，使其稱為合格零件的過(guò)程，稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。在工藝設(shè)計(jì)中，要對(duì)零件進(jìn)行了解，了解零件的作用，應(yīng)用場(chǎng)合，分析它的技術(shù)要求，這樣可以保證零件的加工質(zhì)量，還可以提高其生產(chǎn)效率。要研究零件毛培的工藝結(jié)構(gòu)，制定出粗精基準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的加工工藝過(guò)程，完成工藝過(guò)程卡；然后按照工藝過(guò)程卡的要求，測(cè)量計(jì)算毛培每個(gè)工步所需的加工機(jī)床設(shè)備及其切削用量；然后按照所需加工要求，設(shè)計(jì)該機(jī)床的專用夾具，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)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；設(shè)計(jì)的夾具盡量操作方便，加緊穩(wěn)定，從而改善加工強(qiáng)度來(lái)獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：切削用量；定位；誤差
I
ABSTRCT
This graduation design covers all aspects of mechanical machining process and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance dimension and mechanical measurement.
Supporting shell processing technology and the design of the end face of the milling fixture design is a part of the process design, process design and fixture design of three parts. Mechanical machining process design is in the mechanical manufacturing technology and other professional courses in the theory of knowledge, play professional knowledge to solve practical problems of production practice training. Machinery manufacturing technology definition: mechanical production process, change the production process of the object of the shape, size, relative location and nature of the process, which is called the semi finished or finished products. In the form of process documentation to determine the process is called process. The casting and forging blank or steel after machining method, change their shape, size, surface quality of the qualified parts of the process, known as the machining process. To part of understanding, understanding of parts in the design process, and the application situation and analysis of its technical requirements. Only in this way can guarantee the machining quality of the parts, but also can improve the production efficiency. To hair the parts in the training process structure, develop a coarse and fine benchmark, in the design of the corresponding machining process, the complete process card; then in accordance with the requirements of process card, measurement and calculation for hair culture of each step required for machine tools and cutting parameters; then according to processing requirements, design the machine tool fixture, choice of design fixture of various components, such as element positioning, clamping element, a guide element, clip with the machine specific connection components, and other components; fixture design as easy to operate, to intensify the stability, so as to improve the processing intensity to obtain better economic benefits.
Key words:Cutting parameter;positioning;The tolerance
I
目 錄
摘 要 III
ABSTRCT IV
目 錄 V
2． 零件的分析 2
2.1 零件的作用 2
2.2夾具的作用 2
2.3 零件的工藝分析 3
2.3.1零件工藝流程概念 3
2.3.2殼體工藝分析 3
3. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
3.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程內(nèi)容 5
3.2 確定毛坯的制作形式 5
3.2.1 毛坯的設(shè)計(jì) 6
3.3基面和基準(zhǔn)的設(shè)計(jì) 7
3.3.1基面的概念 7
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 8
3.4制定工藝路線 9
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
3.6 確定切削用量及基本工時(shí) 11
4 銑上端面夾具設(shè)計(jì) 20
4.1.提出問(wèn)題 20
4.2.設(shè)計(jì)思想 20
4.3 定位計(jì)算 20
4.3.1定位分析 20
4.3.2切削力及夾緊力計(jì)算 20
4.3.3夾具操作說(shuō)明 21
5. 結(jié)論與展望 23
5.1結(jié)論 23
5.2 不足之處與未來(lái)展望 24
致 謝 26
參 考 文 獻(xiàn) 27
I
支撐殼體工藝工裝設(shè)計(jì)
1. 緒 論
機(jī)械制造業(yè)指從事各種動(dòng)力機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、化工機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表及其他機(jī)械設(shè)備等生產(chǎn)的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)為整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備，其發(fā)展水平是國(guó)家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一。 機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備。。據(jù)統(tǒng)計(jì)美國(guó)60%財(cái)富來(lái)自制造業(yè)，俄羅斯占48%,中國(guó)制造業(yè)在工業(yè)總產(chǎn)值中也占有40%。制造業(yè)是國(guó)家立國(guó)之本，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
殼體的加工工藝規(guī)程及其銑上端面夾具設(shè)計(jì)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(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。殼體是組成機(jī)器或部件的主要零件之一，對(duì)其他零件有支撐和保護(hù)的作用。殼體部分常設(shè)計(jì)有安裝軸密封蓋，軸承蓋等零件的凸臺(tái)，凹坑，溝槽等。因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。殼體的加工質(zhì)量不僅影響其裝配進(jìn)度和運(yùn)動(dòng)進(jìn)度，而且影響機(jī)器工作精度，使用壽命，性能等。正確地解決一個(gè)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(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，也保證零件加工精度。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)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(jì)。
2． 零件的分析
2.1 零件的作用
圖2.1 零件圖
這個(gè)零件是一個(gè)支撐殼體類型的零件，這種零件內(nèi)部可以存放和保護(hù)其他零件，這個(gè)零件的作用是可以和其他的零部件進(jìn)行裝配鏈接，以實(shí)現(xiàn)連接過(guò)度作用。零件通過(guò)四個(gè)底孔與其他的零件相連接。
2.2夾具的作用
機(jī)床夾具的作用
夾具是機(jī)械加工中的一種工藝設(shè)備，它在機(jī)械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個(gè)方面：
1）便于工件的正確定位，以保證加工精度[1]
工件裝夾在夾具上后，工件上各有關(guān)的幾何元素（點(diǎn)、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當(dāng)夾具在機(jī)床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過(guò)程中“同批”工件對(duì)刀具和機(jī)床保持確定的相對(duì)位置，使加工得以順利進(jìn)行。
2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和降低加工成本
采用夾具以后，可以省去即十分費(fèi)時(shí)又不很緊缺的劃線、找正工序，減少了輔助時(shí)間。若采用聯(lián)動(dòng)夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動(dòng)強(qiáng)度，又能提高生產(chǎn)效率。例如采用氣壓、液壓等傳動(dòng)裝置，只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動(dòng)作。
3）改善工人的勞動(dòng)條件
采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，還可以采用機(jī)械化傳動(dòng)裝置和自動(dòng)裝卸工件的自動(dòng)化夾具，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和改善工人的勞動(dòng)條件。
4）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍
在單件小批量生產(chǎn)的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機(jī)床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設(shè)計(jì)制造專用的夾具，使機(jī)床“一機(jī)多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實(shí)現(xiàn)拉削。
夾具在機(jī)械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產(chǎn)規(guī)模和不同的生產(chǎn)條件下，夾具的功用也有所側(cè)重，其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產(chǎn)條件下，宜于使用通用的可調(diào)夾具，若采用專用的夾具，其結(jié)構(gòu)也應(yīng)求簡(jiǎn)單。在大批量生產(chǎn)的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產(chǎn)效率，因此夾具的結(jié)構(gòu)更完善些是必要的。雖然此時(shí)夾具的制造費(fèi)用大一些，但由于生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果還是好的。
2.3 零件的工藝分析
2.3.1零件工藝流程概念
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(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。比如一個(gè)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(gè)加工的籠統(tǒng)的流程[2]。
機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明，比如，上面說(shuō)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(gè)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(guò)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(gè)就比較有針對(duì)性了。每個(gè)廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。總的來(lái)說(shuō)，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過(guò)程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。
2.3.2殼體工藝分析
殼體有2組加工面他們有位置度要求。
這2組加工面的分別為：
1，以底面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括，基準(zhǔn)面底面和上端面，Φ48H7，Φ30H7孔，4-Φ7孔。
2：一個(gè)Φ30H7孔為基準(zhǔn)的加工面，這個(gè)主要是其余的各個(gè)面，孔，和槽的加工。
該零件加工底孔時(shí)，采用的是一面兩銷定位。一面兩銷定位，是殼體、蓋類零件加工常用的定位方式。一面，就是殼、蓋的大平面，用一周圈若干個(gè)墊塊（裝配后磨平）支撐，墊塊用沉頭螺釘緊固在夾具體上。兩銷，一個(gè)是圓柱銷，另一個(gè)是菱形銷（削邊銷），菱形銷的長(zhǎng)軸與兩銷的連心線垂直，兩銷的中心距等于殼、蓋的定位銷孔的中心距。中心距尺寸公差一般選用js6。兩個(gè)銷子上端，一般高出墊塊上平面5mm。銷子直徑公稱尺寸與定位銷孔公稱直徑相同，公差一般選用h6。一面，限制了3個(gè)自由度，沿Z移動(dòng)、繞X轉(zhuǎn)動(dòng)、繞Y轉(zhuǎn)動(dòng)。必須是一個(gè)圓柱銷與一個(gè)菱形銷，否則會(huì)過(guò)定位。2個(gè)定位孔的中心距是有公差（誤差）的，與兩銷中心距不可能非常一致的，菱形銷就是“讓開”兩者中心距誤差、安裝干涉的，限制繞Z轉(zhuǎn)動(dòng)的。菱形銷的長(zhǎng)軸必須垂直于兩銷孔的連心線。圓柱銷是限制沿X、Y移動(dòng)。
3. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程內(nèi)容
設(shè)計(jì)步驟及要求：
⑴生產(chǎn)類型大批。
⑵對(duì)零件進(jìn)行工藝分析〔采用新國(guó)標(biāo)〕。
⑶確定毛坯的種類、形狀、尺寸和精度。
⑷擬定工藝路線。這是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵一步，其主要工作是：選擇定位基準(zhǔn)，確定各表面的加工方法，安排加工順序，確定工序集中與分散的程度，以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其它輔助工序。在擬定工藝路線時(shí)，一般是提出幾個(gè)可能的方案，進(jìn)行分析比較，最后確定 一個(gè)最佳的方案。
⑸確定工序所采用的設(shè)備。選擇機(jī)床時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)基本原則： ①機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng)。 ②機(jī)床的精度應(yīng)與工序 要求的精度相適應(yīng)。 ③機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。如果工件尺寸太大、精度要求過(guò)高，沒(méi)有適當(dāng)?shù)脑O(shè)備可供選擇時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)床改裝或設(shè)計(jì)專用機(jī)床。這時(shí)需要根據(jù)具體工序提出機(jī)床改裝（或設(shè)計(jì)）任務(wù)書，任務(wù)書中應(yīng)提出與工序加工有關(guān)的必要數(shù)據(jù)、資料。例如：工序尺寸、工序公差及技術(shù)要求、工件的定位、夾壓方式，以及機(jī)床的總體布局、機(jī)床的生產(chǎn)率等。
⑹確定各工序所采用的工藝裝備。選擇工藝裝備時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)原則： ①對(duì)夾具的選擇。 ②對(duì)刀具的選擇：一般情況下應(yīng)盡量 選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。在組合機(jī)床上加工時(shí)，按工序集中原則組織生產(chǎn)，可采用專用的復(fù)合刀具。 ③對(duì)量具的選擇 ：量具主要是根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求 檢驗(yàn)的精度來(lái)選擇的。單件小批量生產(chǎn)中應(yīng)采用通用夾具，大批量生產(chǎn)中，應(yīng)采用極限量規(guī)、高生產(chǎn)率的檢驗(yàn)夾具和檢驗(yàn)儀器等。
⑺確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。
⑻確定各工序的切削用量。但對(duì)于大批量流水線生產(chǎn)，尤其是自動(dòng)線生產(chǎn)，則各工序、工步都需要規(guī)定切削用量，以便計(jì)算各工序的生產(chǎn)節(jié)拍。
⑼確定時(shí)間定額。
⑽填寫工藝文件。
3.2 確定毛坯的制作形式
零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對(duì)工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著各自不同的工藝特征。單件生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是：生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，每種產(chǎn)品的產(chǎn)量都很少，而且很少重復(fù)生產(chǎn)。例如重型機(jī)械產(chǎn)品制造和新產(chǎn)品試制等都屬于單件生產(chǎn)。成批生產(chǎn)的特點(diǎn)是分批的生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。如機(jī)床制造，電機(jī)制造等屬于成批生產(chǎn)。成批生產(chǎn)又可按其批量大小分為小批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)三種類型[3]。其中，小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)分別與單件和大量生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)類似；中批生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。大量生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是產(chǎn)量大，品種少，大多數(shù)工作的長(zhǎng)期重復(fù)的進(jìn)行某個(gè)零件的某一道工序的加工。例如，汽車，拖拉機(jī)，軸承等制造都屬于大量生產(chǎn)。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來(lái)確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算：
根據(jù)上式就可以計(jì)算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過(guò)查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。
根據(jù)本零件的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件。本設(shè)計(jì)零件JS124殼體的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采用砂型鑄造
3.2.1 毛坯的設(shè)計(jì)
殼體零件材料為 HT200（灰鑄鐵200），硬度范圍是195HBS-220HBS，毛坯重約1Kg。
根據(jù)本零件設(shè)計(jì)要求，根據(jù)《工程材料》
表3-1 灰鑄鐵強(qiáng)度表
牌號(hào)
鑄件厚度/mm
抗拉強(qiáng)度Rm/N·mm-2
顯微組織
＞
≦
基體
石墨
HT200
2.5
10
200
珠光體 中等片狀
10
20
195
20
30
170
30
50
160
灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好，主要用來(lái)鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動(dòng)部件。 生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機(jī)械翻砂造型，2級(jí)精度組。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，零件加工工藝路線確定后，在進(jìn)一步安排各個(gè)工序的具體內(nèi)容時(shí)，應(yīng)正確地確定工序的工序尺寸，為確定工序尺寸，首先應(yīng)確定加工余量。 由于毛坯不能達(dá)到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便經(jīng)過(guò)機(jī)械加工來(lái)達(dá)到這些要求。加工余量是指加工過(guò)程中從加工表面切除的金屬層厚度。加工余量分為工序余量和總余量[4]。 對(duì)毛坯初步設(shè)計(jì)如下：
1. ?48mmΦ30mm的孔
因?yàn)榭字挥笑?0mm大，Φ30孔的粗糙度為6.3，6.3：半精加工表面。用于不生要的零件的非配合表面，如不要求定心和配合特性的表面，例螺栓孔、螺釘通孔、鉚釘孔。粗鏜既可以滿足要求，查相關(guān)資料知粗加工和精加工的余量之和為3mm。
2. 殼體的上下端面
該閥體的上下端面粗糙度都是12.5，只需要進(jìn)行粗銑加工就可以滿足該閥體端面的光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級(jí)為G，選取尺寸公差等級(jí)為9級(jí)。
所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)可知，閥體的上下端面的單邊余量為3mm，符合要求。
3. 寬28mm的槽2端面
寬28mm2端面的粗糙度為12.5，一次粗銑即可滿足要求。
所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)可知寬70mm的2端面的單邊余量為2mm。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來(lái)了，毛坯的具體形狀和尺寸見(jiàn)圖“殼體”零件毛坯簡(jiǎn)
圖3.1毛坯圖
3.3基面和基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)
3.3.1基面的概念
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(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)法進(jìn)行[5]。 基準(zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用十分廣泛的一個(gè)概念，機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)時(shí)零件尺寸的標(biāo)注，制造時(shí)工件的定位，校驗(yàn)時(shí)尺寸的測(cè)量，一直到裝配時(shí)零部件的的裝配位置確定等，都要用到基準(zhǔn)的概念。基準(zhǔn)就是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn),線或面.
基準(zhǔn)分為：⑴ 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、⑵ 工藝基準(zhǔn)
工藝基準(zhǔn)又分為： ⑴工序基準(zhǔn)、 ⑵ 定位基準(zhǔn)、⑶ 測(cè)量基準(zhǔn)、 ⑷裝配基準(zhǔn)
基準(zhǔn)面是指以之為基準(zhǔn)用來(lái)確定其他點(diǎn)，線，面等尺寸的表面，分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面和加工基準(zhǔn)面，前者指圖紙上的基準(zhǔn)面，后者用于實(shí)際加工，該兩者最好是指工件的同一個(gè)表面，基準(zhǔn)面通常是指一個(gè)平面。在實(shí)際的操作中，基準(zhǔn)面是為了保證加工精度和便于測(cè)量，在工件上選定的一個(gè)面作為定位面，在車削加工，常以工件的外圓面、臺(tái)階面或端面做為基準(zhǔn)，目的就是為了便于加工和測(cè)量。
在加工中，盡量使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)相重合，在多工步加工中盡量使用同一個(gè)基準(zhǔn)面，也不要使用毛坯面做為基準(zhǔn)面，這樣便于保證加工的準(zhǔn)確性，減少由于基準(zhǔn)不重合造成的誤差。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取φ40外圓為定位基準(zhǔn)，利用V型塊為定位元件。
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：
（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。
（3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。
以φ12和φ30孔（一面2銷）為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
3.4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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)方案一
工序Ⅰ：鑄造
工序Ⅱ：清沙
工序Ⅲ：時(shí)效處理
工序Ⅳ：銑下端面
工序Ⅴ：銑上端面
工序Ⅵ：鉆4-Φ7孔
工序Ⅶ：鏜Φ48H7，Φ30H7孔
工序Ⅷ：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工序Ⅸ：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X：銑寬28mm槽深5mm
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6
鉆Φ8孔锪孔Φ11
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII：去毛刺
工序XIV：檢驗(yàn)
方案二
工序Ⅰ：鑄造
工序Ⅱ：清沙
工序Ⅲ：時(shí)效處理
工序Ⅳ：銑下端面
工序Ⅴ：銑上端面
工序Ⅵ：鏜Φ48H7，Φ30H7孔
工序Ⅶ：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工序Ⅷ：鉆4-Φ7孔
工序Ⅸ：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X：銑寬28mm槽深5mm
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6
鉆Φ8孔锪孔Φ11
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII：去毛刺
工序XIV：檢驗(yàn)
工藝路線三：
工序I鑄造
工序II：清沙
工序III：時(shí)效處理
工序IV：銑下端面
工序V：銑上端面
工序Ⅵ：鏜Φ48H7，Φ30H7孔
工序Ⅶ：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工序Ⅷ：鉆4-Φ7孔
工序Ⅸ：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X：銑寬28mm槽深5mm
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6鉆Φ8孔锪孔Φ11
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII：去毛刺
工序XIV：質(zhì)檢
工藝方案二和方案一，方案三區(qū)別在于方案二先鏜Φ30，Φ48孔鉆Φ12孔這樣可以利用加工好的這幾個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)，加工Φ48和Φ30更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一
具體的工藝路線如下
工序I鑄造
工序II：清沙
工序III：時(shí)效處理
工序IV：銑下面
工序V：銑上面
工序VI：鏜Φ48H7，Φ30H7孔
工序VII：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工序VII：鉆4-Φ7孔
工序IX：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X：銑寬28mm槽深5mm
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6鉆Φ8孔锪孔Φ11
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII：去毛刺
工序XIV：質(zhì)檢
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
殼體零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯[6]。
1、 殼體的上下端面
因?yàn)闅んw的上下和左右端面沒(méi)有精度要求，粗糙度要求為12.5，光潔度要求不高，其加工余量為2.5mm。
3、殼體的孔
毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5。
3.6 確定切削用量及基本工時(shí)
1、工序IV：銑下端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8[7]。
由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過(guò)粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時(shí)仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來(lái)切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料?，F(xiàn)在新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。
硬質(zhì)合金牌號(hào):YG8 密度g/cm2: 14.5-14.9 抗彎強(qiáng)度不低于N/cm2: 1600 硬度不低于HRA: 89.5。
常 見(jiàn) 用 途: 適于鑄鐵、有色金屬及其合金與非金屬材料加工中，不平整斷面和間斷切削時(shí)的粗車、粗刨、粗銑，一般孔和深孔的鉆孔、擴(kuò)孔。 相當(dāng)于ISO: K30 。
，，
切削深度，刀具直徑，刀具旋轉(zhuǎn)線速度
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
切削速度 V_c=πdn/1000 n=(1000V_c)/πd
n-轉(zhuǎn)速（r/min） d-工件毛坯直徑（mm） V_c-線速度（m/min）
（切削速度）
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取（每分鐘進(jìn)給）
3） 計(jì)算工時(shí)
tj=D×π×i/vf(min) 銑圓周表面
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí).
工序V：銑上端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
6） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序Ⅵ：鏜Φ30H7,Φ48H7孔
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用高速鋼,
，d=0.8mm，n=1000r/min
根據(jù)C6140說(shuō)明書，功率5KW，中性剛度。
查表得，則
②階臺(tái)軸或階臺(tái)孔
tj=(L+L1+L2)×i/(f×n)=(L+L1+L2)×d×π×i/(f×Vc×1000) (min)
t=（80+7+3）*1/（0.2*1000）=0.45min
工序Ⅶ：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工步一：鉆Φ12孔的切削用量及基本工時(shí)
(1)鉆Φ12mm孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ12
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 796r/min
與796r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為900r/min?，F(xiàn)選取=900r/min。
所以實(shí)際切削速度==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=40mm; =4mm; =3mm;
t
t= ==0.4(min)
工步二：鉆M6螺紋底孔Φ5
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)
鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
.
工步三：攻絲M6
按機(jī)床選取，則
機(jī)動(dòng)時(shí) ，，
攻M6孔
工序VIII：鉆4-Φ7孔
工步一：鉆Φ7孔的切削用量及基本工時(shí)
(1)鉆Φ7mm孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ7
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1364r/min
與1364r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1450r/min。現(xiàn)選取=1450r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm;
t
t=4x（） =4x（）=0.36(min)
工序IX：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工步1：鉆6-Φ7孔；
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ5
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1364r/min
與1364r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm;
t=6x（） =6x（）=0.081(min)
工步2：锪孔Φ14
锪孔的目的是為了保證孔口與孔中心線的垂直度，以便與孔連接的零件位置正確，連接可靠。 锪孔不需要進(jìn)行大量切削，只需要用锪形鉆錐，锪孔時(shí)的切削速度應(yīng)比鉆孔低，一般為鉆孔切削速度的1/2～1/3。 锪孔時(shí)，由于锪孔的切削面積小，標(biāo)準(zhǔn)锪鉆的切削刃數(shù)目多，切削較平穩(wěn)，所以進(jìn)給量為鉆孔的2～3倍。則：
1)進(jìn)給量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l(wèi)=1mm; =3mm;
t=6x（） =6x（）=0.066(min)
工序X：銑寬28mm的槽
選擇刀具
刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，
2. 決定銑削用量
7） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則
8） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝375r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
9） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6
鉆Φ8孔锪孔Φ11
工步一：鉆M6螺紋底孔Φ5
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)
鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：攻絲M6
按機(jī)床選取，則
機(jī)動(dòng)時(shí) ，，
攻M6孔
工步三：鉆Φ8孔；
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ8
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1193r/min
與1193r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.14(min)
工步4：锪孔Φ11
1)進(jìn)給量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l(wèi)=8mm; =3mm;
t= ==0.03(min)
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工步1：鉆Φ12孔；
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 795r/min
與795r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為900r/min?，F(xiàn)選取=900r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=36mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.36(min)
工步2：锪孔Φ20至深14
1)進(jìn)給量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l(wèi)=14mm; =3mm;
t= ==0.076(min)
4 銑上端面夾具設(shè)計(jì)
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
4.1.提出問(wèn)題
（1）怎樣限制零件的自由度；V形塊加小平面限制5個(gè)自由度，定位銷限制1個(gè)自由度。
（2）怎樣夾緊；設(shè)計(jì)夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件。
（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用加工，通過(guò)下底面排削。
（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。
4.2.設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來(lái)對(duì)副變速撥叉銑圓柱左右面進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為IT8，表面粗糙度Ra6.3。
4.3 定位計(jì)算
4.3.1定位分析
1. （1）定位基準(zhǔn)的選擇
據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。由零件圖可知孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是所以可用V型塊，平面定位，以孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工藝基準(zhǔn)，做到了基準(zhǔn)統(tǒng)一。
（2）定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△B=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。
△Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm
4.3.2切削力及夾緊力計(jì)算
(1)工步
1、背吃刀量的確定
ap=7.8mm
2、進(jìn)給量的確定
由表5-22,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r
3、切削速度的計(jì)算
由表5-22,按工件材料為45的條件選取,切削速度v可取為22m/min.由公式n=1000v/πd可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=897.6r/min參照表4-9所列四面組合鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=960r/min.再將此轉(zhuǎn)速帶入公式(5-1),可求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=nπd/1000=960r/min×π×7.8mm/1000=23.5m/min.
(2)粗鉸工步
1、背吃刀量的確定
ap=0.16mm
2、進(jìn)給量的確定
由表5-31,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r
3、切削速度的計(jì)算
由表5-31,按工件材料為45的條件選取,切削速度v可取為2m/min.由公式n=1000v/πd可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=80r/min參照表4-9所列四面組合鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=97r/min.再將此轉(zhuǎn)速帶入公式(5-1),可求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=nπd/1000=97r/min×π×7.96mm/1000=2.4m/min.
(3)精鉸工步
1、背吃刀量的確定
ap=0.04mm
2、進(jìn)給量的確定
由表5-31,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r
3、切削速度的計(jì)算
由表5-31,按工件材料為45的條件選取,切削速度v可取為4m/min.由公式n=1000v/πd可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=159.2r/min參照表4-9所列四面組合鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=195r/min.再將此轉(zhuǎn)速帶入公式(5-1),可求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=nπd/1000=195r/min×π×8mm/1000=4.86m/min.
4.3.3夾具操作說(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)采用開口墊圈,以便裝卸。
5. 結(jié)論與展望
5.1結(jié)論
設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)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(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
經(jīng)歷了一個(gè)多月的探索與設(shè)計(jì)，終于要告一段落了。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在一邊工作一邊做設(shè)計(jì)的情況下完成的，這樣讓我更加深刻的體會(huì)到了實(shí)際生產(chǎn)與理論知識(shí)的區(qū)別，同時(shí)也讓我把二者融入到了一起。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)；是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最強(qiáng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它在培養(yǎng)和提高我們綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并進(jìn)行工程技術(shù)人員所必須具備的基本素質(zhì)的訓(xùn)練等方面具有很重要的意義。畢業(yè)設(shè)計(jì)能使我們?cè)谝韵聨讉€(gè)方面有較大提高。
1．通過(guò)閱讀有關(guān)資料對(duì)當(dāng)前先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展有進(jìn)一步的了解。
2．融匯、貫通幾年里所學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)理論知識(shí)。
3．綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和技能提高獨(dú)立分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
此時(shí)回想過(guò)去工作之余在做設(shè)計(jì)的日子，體會(huì)很多，感慨也不少。我基本上按照我初定的三階段計(jì)劃認(rèn)真做我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)過(guò)程也如我所料，遇到不少的問(wèn)題。
在查閱資料學(xué)習(xí)階段，我重新溫習(xí)了我們以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，查閱了許多有關(guān)夾具設(shè)計(jì)、機(jī)床的圖書資料和工藝設(shè)計(jì)方面的書籍。經(jīng)過(guò)這一階段的學(xué)習(xí)，我對(duì)夾具有了大體的認(rèn)識(shí)，這為接下來(lái)最主要的具體設(shè)計(jì)階段打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
具體設(shè)計(jì)階段是最主要，最重要，最艱難的階段。萬(wàn)事開頭難，這一階段的第一個(gè)難點(diǎn)就是總體方案的確定。認(rèn)真研究往屆的設(shè)計(jì)方案，再比較現(xiàn)在有類似夾具設(shè)計(jì)后，最終確定自己的設(shè)計(jì)方案的。我本以為總體方案確定后，接下來(lái)的設(shè)計(jì)應(yīng)該就不難了，但真正的設(shè)計(jì)過(guò)程中的困難超出我的所料。不管是具體零部件分析選擇和還是裝配圖的繪制，我都遇到不少問(wèn)題，充分暴露以往學(xué)習(xí)的知識(shí)缺漏，自己獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題能力的不足。幸好在此過(guò)程中常得到指導(dǎo)老師的指導(dǎo)、同學(xué)們的幫助，讓我基本上解決了問(wèn)題，完成了這一階段的設(shè)計(jì)。
最后的修改階段，我自己先認(rèn)真檢查修改一遍自己的設(shè)計(jì)，包括零件圖以及說(shuō)明書。然后交給鮑老師，請(qǐng)他幫我檢查。鮑經(jīng)過(guò)詳細(xì)的檢查后對(duì)我的設(shè)計(jì)給予詳細(xì)的、指正和修改建議。
5.2 不足之處與未來(lái)展望
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要加工的是底孔，對(duì)于其他面的精度保證計(jì)算來(lái)保證，孔加工方面，做的是一面兩銷定位，作為定位基準(zhǔn)的兩個(gè)孔沒(méi)有做到高精度，對(duì)于底孔的垂直度不能達(dá)到一個(gè)很高的位置度要求。專用鉆夾具很多都需要自制，應(yīng)該考慮到自制的成本。
機(jī)械加工工藝是一門有著悠久歷史的學(xué)科。今天，機(jī)械加工在一般的加工方法上已經(jīng)擁有完善而成熟的體系，加工設(shè)備也日益臻于完善。如今，這一學(xué)科正在朝向特種加工，超精密加工，快速制造等方向發(fā)展。本文即針對(duì)其中的快速成型制造技術(shù)談?wù)剻C(jī)械加工工藝未來(lái)的發(fā)展前景。
快速成形制造(RPM)技術(shù)是國(guó)外80年代后期發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)。RPM技術(shù)盡管發(fā)展
的時(shí)間不長(zhǎng),但發(fā)展速度很快，而且從其重要性和對(duì)制造業(yè)的推動(dòng)作用來(lái)看越來(lái)越受到人們的關(guān)注。RPM技術(shù)是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀的三維實(shí)體的技術(shù)，是機(jī)械工程、CAD、NC、激光、材料等多學(xué)科相互滲透與交叉的產(chǎn)物。可以說(shuō),它是自動(dòng)地、快速地、準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定功能的原型或直接制造出零件(包括模具)的技術(shù)，是制造技術(shù)的一次新的變革。
快速成型最重要的就是制造工藝的新思路以及實(shí)現(xiàn)它的設(shè)備。一下列出了現(xiàn)在已經(jīng)較為完善且已經(jīng)投入實(shí)際生產(chǎn)的快速成型技術(shù)：
a、疊層實(shí)體成型制造技術(shù)與設(shè)備（LOM）
通過(guò)激光沿著二維輪廓線切割各層箔材，然后將各層箔材相互粘接而得到成型零件幾何體的快速成型技術(shù)與設(shè)備。
b、選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)與設(shè)備（SLS）
通過(guò)電掃描裝置控制的CO2激光有選擇性地將零件結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)粉末狀的原材料加熱至熔點(diǎn)溫度進(jìn)行燒焙的快速成型技術(shù)與設(shè)備。
c、熔融沉積成型制造技術(shù)與設(shè)備（FDM）
將固狀原材料在熱噴嘴中融化，在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)擠壓成型的方式得到零件幾何體的快速成型技術(shù)與設(shè)備。
d、液態(tài)光敏固化成型技術(shù)與設(shè)備（SLA）
液態(tài)光敏聚合物受到根據(jù)控制系統(tǒng)指令的紫外激光束的照射后快速固化，形成相應(yīng)的固態(tài)截面輪廓的快速成型技術(shù)與設(shè)備。
e、三維打印成型技術(shù)與設(shè)備（TDP）
按照截面輪廓的信息，噴頭噴出熔化的熱塑性材料石蠟或粘合劑，從而成型三維實(shí)體的快速成型技術(shù)與設(shè)備。
快速制造技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
（1）制造快速；
（2）技術(shù)高度集成；
（3）自由成型制造；
（4）制造過(guò)程高柔度性；
（5）廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域等
由于該技術(shù)的獨(dú)特性和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，使得它成為21世紀(jì)關(guān)系到生產(chǎn)力水平的一項(xiàng)重要的先進(jìn)制164造技術(shù)，成為制造業(yè)的研究熱點(diǎn)。同時(shí)，綠色制造也是當(dāng)今制造行業(yè)的熱帶內(nèi)和發(fā)展趨勢(shì)，因其是實(shí)現(xiàn)生態(tài)工業(yè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
快速制造技術(shù)的缺點(diǎn)在于適用面窄，成本高。將來(lái)的發(fā)展方向必然是從原型制造向零件批量生產(chǎn)發(fā)展。而適用的材料也將向金屬合金等熱門材料發(fā)展，甚至是復(fù)合材料和納米材料。同時(shí)，快速制造也將向著綠色節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。
古代三次材料變革最終形成了機(jī)械制造業(yè)，近代和現(xiàn)代三次工業(yè)革命又大大推動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展，但真正推動(dòng)制造技術(shù)(主要指主體技術(shù)的工藝技術(shù))發(fā)展是制造革命。
第一次制造革命發(fā)展了特種加工，在現(xiàn)有加工方法的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了加工范圍。第二次制造革命又發(fā)展了增材加工，開辟了加工方法的新領(lǐng)域。
增材加工尤其是快速成型制造正迅速向前發(fā)展。目前已能快速制造產(chǎn)品樣件。不久的將來(lái)能直接快速制造產(chǎn)品零件。它將成為21世紀(jì)的重要加工方法。
致 謝
這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)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(cè)時(shí)，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(wèn)題，不過(guò)指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(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(lì)著我。從課題的選擇到項(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(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)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)向指指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 艾興,肖詩(shī)綱. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994.
[2] 郭宗連，秦寶榮. 機(jī)械制造工藝學(xué)第二版[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3] 陳錦昌,劉
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