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畢業(yè)設計（論文）
分 類 號
密 級
寧寧波大紅鷹學院
畢業(yè)設計(論文)
NC蝸輪箱體工藝及夾具設計
所在學院
機械與電氣工程學院
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
班 級
xx機自x班
姓 名
學 號
指導老師
年 3 月 31 日
誠 信 承 諾
我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)設計（論文）《NC蝸輪箱體工藝及夾具設計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。
承諾人（簽名）： (手簽)
(手簽) 2017 年 3 月 31 日
45
畢業(yè)設計（論文）
摘 要
本設計是基于NC蝸輪箱體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。NC蝸輪箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。基準選擇以NC蝸輪箱體的孔作為粗基準，以結合面與孔作為精基準。主要加工工序安排是系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用液壓夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖。因此生產效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設計要求。
關鍵詞：NC蝸輪箱體類零件；工藝；夾具；
Abstract
This design is based on the NC worm gear box parts processing procedures and some special fixture design process. NC worm gear box parts of the main processing surface is plane and hole system. Generally speaking, it is easy to ensure the machining precision of the plane than the machining precision of the hole system. Therefore, the design follows the principle of the first face and the back hole. The machining of the hole and the plane is divided into rough machining and finish machining to ensure the machining precision of the hole. The datum selection is based on the hole of the NC worm gear box as the rough datum. The main processing procedure arrangement is to locate the processing hole. In the follow-up process in addition to individual processes are used for the top plane and the process of positioning holes in the processing of other holes and plane. Fixture selection of special fixture, clamping method of hydraulic clamping, clamping reliable, the body can not be self-locking. Therefore the production efficiency is higher. Suitable for mass production, assembly line processing. To meet the design requirements.
Key words: NC worm gear box parts; process; fixture;
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
第1章 緒 論 1
1.1機械加工工藝流程 1
1.2機床夾具的功能 1
1.4 論文構成及研究內容 2
第2章 零件分析 3
2.1 零件的特點、作用 3
2.2工藝分析 4
2.2.1零件圖樣分析 4
2.2.2零件工藝分析 4
第3章 機械加工工藝規(guī)程制訂 5
3.1機械加工工藝規(guī)程制訂 5
3.1.1生產過程與機械加工工藝過程 5
3.2機械加工工藝規(guī)程的種類 5
3.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 5
第4章 選擇加工方法，制定工藝路線 7
4.1機械加工工藝設計 7
4.1.1基面的選擇 7
4.1.2粗基面的選擇 7
4.1.3精基面的選擇 7
4.2制定機械加工工藝路線 7
4.2.1工藝路線方案一 7
4.2.2工藝路線方案二 9
4.3工藝方案的比較與分析 10
4.4確定工藝過程方案 10
第5章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具 12
5.1 選擇夾具 12
5.2 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 12
5.3 選擇量具 12
第6章 確定切削用量 13
第7章 銑底面夾具設計 19
7.1設計要求 19
7.2夾具設計 19
7.2.1 定位基準的選擇 19
7.2.2 切削力及夾緊力的計算 20
7.3 定位誤差的分析 22
7.4 零、部件的設計與選用 22
7.5 夾具設計及操作的簡要說明 25
第8章 加工鉆4-M6螺紋孔夾具設計 26
8.1 研究原始質料 26
8.2 夾具的設計要求 26
8.3 定位基準的選擇 27
8.4 確定夾緊方案 27
8.5 設計夾具裝配圖 30
8.6 切削力及夾緊力的計算 31
8.7 誤差分析與計算 32
8.8 鉆套、襯套的選擇 34
8.9 確定夾具體結構 35
8.10 夾具設計及操作的簡要說明 35
第10章 數(shù)控編程 36
總 結 40
參 考 文 獻 41
致 謝 42
第1章 緒論
第1章 緒 論
1.1 本課題的研究內容和意義
箱體類是機器或部件的基礎零件，它將機器或部件中的軸、套、齒輪等有關零件組裝成一個整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關系協(xié)調地傳遞運動或動力。因此，箱體的加工質量將直接影響機器或部件的精度、性能和壽命。
常見的箱體類零件有：機床主軸箱、機床進給箱、NC蝸輪箱體、減速箱體、發(fā)動機缸體和機座等。根據(jù)箱體零件的結構形式不同，可分為整體式箱體，和分離式箱體，。前者是整體鑄造、整體加工，加工較困難，但裝配精度高；后者可分別制造，便于加工和裝配，但增加了裝配工作量。
箱體的結構形式雖然多種多樣，但仍有 共同的主要特點：形狀復雜、壁薄且不均勻，內部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機床制造廠用于箱體類零件的機械加工勞動量約占整個產品加工量的15%~20%。
NC蝸輪箱體工藝及夾具設計是對所學專業(yè)課知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產發(fā)展的重要工藝措施之一。
機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應，進行機床調整，專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。
機械加工工藝規(guī)程也是組織生產、進行計劃調度的依據(jù)。有了它就可以制定生產產品的進度計劃和相應的調度計劃，并能做到各工序科學地銜接，使生產均衡、順利，實現(xiàn)優(yōu)質、高產和低消耗。
機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產中，以機械加工工藝過程卡片指導生產，過程卡的各個項目編制較為詳細。機械加工工序卡片是為每個工序詳細制定的，用于直接指導工人進行生產，多用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。
在機械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實質性問題，一直是從事于機械行業(yè)人員研究的問題，其中在設計夾具的時候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經濟，這是行業(yè)人急需要解決的。
隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務，如何充分利用這些高科技在機械行業(yè)中，這還需要機械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。
隨著科學技術的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機電產品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標準化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產品息息相關,產品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質的工具,模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標準化、模塊化、組合化等當代先進設計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護原理。所以是今后夾具技術的一個重要發(fā)展方向單位 。
機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內。按照機床夾具的應用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調整式夾具等。
通過這次畢業(yè)設計，對自己所學的理論知識進行一次綜合運用，也是對四年的學習深度的一個檢驗。在這次設計過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通過畢業(yè)設計能養(yǎng)成一種嚴謹，認真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個良好的基礎。
1.2 國內外的發(fā)展概況
工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機床外而需保證零件加工質量的工藝裝備，是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內除生產設備和工具外的為配合生產設備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對各自產品特點的。機械加工過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。
夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關系。不僅僅是焊裝用，在機加工方面也有用，許多時候，需要裝配幾個部件并保證其定位準確的時候就需要。設計工裝夾具要緊扣產品，因為工裝夾具是專門為某些產品特定的，要保證生產時無干涉現(xiàn)象、定位準確、操作工操作便捷等。簡單的說，就是用于工件裝夾的工具。
夾具從產生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。
由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達到這樣的生產要求，就必須計算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產生的切削力及切削力矩，按照夾具設計中所確定的夾緊方式進行夾緊力的計算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產生的摩擦力矩、正壓力及由此而產生的摩擦力，以達到夾具小巧而精用的目的。同時為了減少工人的勞動強度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機構的行程進行設計，以期以最短的夾緊行程，達到最佳的夾緊效果。
1.3 本課題應達到的要求
通過實際調研和采集相應的設計數(shù)據(jù)、閱讀相關資料相結合，對NC蝸輪箱體的基本結構及作用有個大致的了解，在此基礎上，經過對金屬切削加工、金屬切削機床、機械設計與理論等相關知識充分掌握后，分析NC蝸輪箱體的加工工藝，確定NC蝸輪箱體各加工表面的加工方法，進而形成NC蝸輪箱體的機械加工工藝路線。并能根據(jù)NC蝸輪箱體的加工工序要求，分析NC蝸輪箱體的定位方式、金屬切削加工過程中的機床工作臺驅動、工件夾緊等方面的相關數(shù)據(jù)，結合機械機構設計的相關理論知識，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個NC蝸輪箱體的加工工藝路線經濟，工件定位方案合理，來達到產品的最優(yōu)化設計。
針對實際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計算問題，綜合所學的機械理論設計與方法、機械加工工藝文件編制及實施等方面的知識，設計出一套適合于實際的NC蝸輪箱體加工工藝路線，從而實現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設計。為提高鉆床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動，夾具體不僅要有足夠的剛度和強度，其高度和寬度比也應恰當，一般有H/B≤1～1.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。
1.4 論文構成及研究內容
能構成一篇完整的論文必須要有好幾部分組成，其中包括畢業(yè)設計（論文）任務書、畢業(yè)設計（論文）開題報告、文獻綜述、圖紙及相關資料、畢業(yè)設計（論文）正本、外文資料譯文與原文等。
本篇論文所要研究的內容就是關于蝸輪減速器的箱體的零件結構特點，這類零件的工藝規(guī)程設計，夾具的設計及其定位方案等等。其中在這類箱體零件的工藝規(guī)程設計這一塊，就需要研究很多方面。
完成一篇論文需要查閱很多資料，要從研究的課題的各個方面收集相關資料，從而完善課題研究的內容，更好的完成論文。
第2章 零件分析
第2章 零件分析
2.1 零件的特點、作用
箱體類零件，其形狀較為復雜，有比較多的平面與曲面且有內表面。各個面的精度要求不一樣。在進行機械加工工藝制訂的時候需要充分考慮工件的正確裝夾與定位。
論文所給定的零件是蝸輪減速器箱體。由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調地運動.常見的蝸輪減速器箱體零件有:各種形式的機床主軸箱.減速箱和變速箱等.各種蝸輪減速器箱體類零件由于功用不同,形狀結構差別較大,但結構上也存在著相同的特點。
2.2工藝分析
2.2.1零件圖樣分析
1）?180+0.035 0mm孔軸心線對基準軸心線B的垂直度公差為0.06mm。
2）?180+0.035 0mm兩孔同軸度公差為?0.06mm。
3）?90+0.027 0mm兩孔同軸度公差為?0.05mm。
4）箱體內部做媒油滲漏檢驗。
5）鑄件人工時效處理。
6）非加工表面涂防銹漆。
7）鑄件不能有砂眼、疏松等缺陷。
8）材料HT200。
2.2.2零件工藝分析
1）在加工前，安排劃線工藝是為了保證工件壁厚均勻，并及時發(fā)現(xiàn)鑄件的缺陷，減少廢品。
2）該工件體積小，壁薄，加工時應該注意夾緊力的大小，防止變形。例如：精鏜前要求對工件壓緊力進行適當?shù)恼{整，也是確保加工精度的一種方法。
3）?180+0.035 0mm與?90+0.027 0mm兩孔的垂直度0.06mm要求，由T68機床分度來保證。
4）?180+0.035 0mm與?90+0.027 0mm兩孔孔距100±0.12mm，可采用裝心軸的方法檢測。
第3章 機械加工工藝規(guī)程制訂
第3章 機械加工工藝規(guī)程制訂
3.1機械加工工藝規(guī)程制訂
3.1.1生產過程與機械加工工藝過程
生產過程是指將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運輸、保管于準備，產品的技術、生產準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理，部件及產品的裝配、檢驗調試、油漆包裝、以及產品的銷售和售后服務等。
機械工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為零件的全過程。
機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。
規(guī)定產品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：
1.機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原料和毛坯的供應，進行機床調整、專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。
2.機械加工工藝規(guī)程也是組織生產、進行計劃調度的依據(jù)。有了它就可以制定進度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質高產和低消耗。
3.機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術文件。根據(jù)它和生產綱領，才能確定所須機床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排
3.2機械加工工藝規(guī)程的種類
機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機床完成的工序，還有機床調整卡片。
機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。
機械加工工序卡片是每個工序詳細制訂時，用于直接指導生產，用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。
3.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料
制訂機械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：
1.產品的全套技術文件，包括產品的全套圖紙、產品的驗收質量標準以及產品的生產綱領。
2.毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應研究毛坯圖，了解毛坯余量，結構工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。
3.車間的生產條件。即了解工廠的設備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產面積；工人的技術水平；專用設備；工藝裝備的制造性能等。
4.各種技術資料。包括有關的手冊、標準、以及國內外先進的工藝技術等。
第4章 選擇加工方法，制定工藝路線
4.1機械加工工藝設計
4.1.1基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。
4.1.2粗基面的選擇
對一般的箱體零件來說，以底面作為基準是合理的，按照有關零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準，從零件的分析得知，蝸輪箱體以側面作為粗基準。
4.1.3精基面的選擇
精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，先選擇底面作為精基準。
4.2制定機械加工工藝路線
4.2.1工藝路線方案一
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內 容
車
間
1
鑄
鑄造
鑄造車間
2
清砂
清砂
機加工
3
熱處理
人工時效處理
機加工
4
涂漆
涂紅色防銹底漆
機加工
5
劃線
劃?180+0.035 0mm、?90+0.027 0mm孔加工線、劃上、下平面加工線
機加工
6
銑
以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面
機加工
7
銑
以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm
機加工
8
銑
以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm
機加工
9
銑
以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm
機加工
10
鏜
以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內箱面，保證尺寸35.5mm
11
鏜
將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
12
精鏜
將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm
13
精鏜
將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
機加工
14
鉆
鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔
機加工
15
鉗
修毛刺
機加工
16
鉗
煤油滲漏試驗
17
檢驗
按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
18
入庫
入庫
4.2.2工藝路線方案二
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內 容
車
間
1
鑄
鑄造
鑄造車間
2
清砂
清砂
機加工
3
熱處理
人工時效處理
機加工
4
涂漆
涂紅色防銹底漆
機加工
5
劃線
劃?180+0.035 0mm、?90+0.027 0mm孔加工線、劃上、下平面加工線
機加工
6
銑
以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面
機加工
7
銑
以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm
機加工
8
銑
以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm
機加工
9
銑
以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm
機加工
10
鏜
以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內箱面，保證尺寸35.5mm
11
鏜
將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
12
精鏜
將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm
13
精鏜
將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
機加工
14
鉆
鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔
機加工
15
鉗
修毛刺
機加工
16
鉗
煤油滲漏試驗
17
檢驗
按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
18
入庫
入庫
4.3工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按先粗后精，加工面再加工孔的原則進行加工的。方案一在鏜孔時，把粗鏜、半精鏜、精鏜分開進行加工，滿足了粗精分開的原則，可以有效避免因粗精不分給工件帶來的加工應力無法釋放的危害，有效地保證了零件的加工精度。而且四個是孔同時進行加工的，不僅可以保證各主軸孔間的相互位置精度，而且還有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的勞動強度。
考慮到機械加工順序安排原則及零件的生產成本等因素，其優(yōu)越性在于把粗鏜、半精鏜、精鏜分開進行加工，符合切削加工工序順序的先粗后精安排原則，而且各軸孔加工順序按照粗加工、半精加工、精加工進行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面質量，可以逐漸提高各個軸孔的質量要求，可以提高各軸孔間的相互位置精度和各自的尺寸精度，保證NC蝸輪箱體零件的技術要求，確定其為此零件的加工工藝路線。
4.4確定工藝過程方案
表 4.1 擬定工藝過程
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內 容
車
間
1
鑄
鑄造
鑄造車間
2
清砂
清砂
機加工
3
熱處理
人工時效處理
機加工
4
涂漆
涂紅色防銹底漆
機加工
5
劃線
劃?180+0.035 0mm、?90+0.027 0mm孔加工線、劃上、下平面加工線
機加工
6
銑
以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面
機加工
7
銑
以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm
機加工
8
銑
以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm
機加工
9
銑
以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm
機加工
10
鏜
以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內箱面，保證尺寸35.5mm
11
鏜
將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
12
精鏜
將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm
13
精鏜
將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
機加工
14
鉆
鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔
機加工
15
鉗
修毛刺
機加工
16
鉗
煤油滲漏試驗
17
檢驗
按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
18
入庫
入庫
第5章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具
第5章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具
由于生產類型為中批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成.
5.1 選擇夾具
本零件除銑，鏜及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。
5.2 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具
1.銑刀依據(jù)資料選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，及直徑為
d=50mm，齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。
do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝120°，45度車刀。
5.鉆螺紋孔φ6mm.攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機用絲錐。
5.3 選擇量具
本零件屬于成批生產，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關資料，選擇如下：
1.選擇加工面的量具
用分度值為0.05mm的游標長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。
2.選擇加工孔量具
因為孔的加工精度介于IT7～IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內徑千分尺即可。
第6章 確定切削用量
第6章 確定切削用量
6.1 工序6切削用量
以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面 故機床選用X52K銑床。
1.確定每齒進給量f
根據(jù)資料所知，X52K銑床，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.2-0.5mm/z、現(xiàn)取f=0.3mm/z。
2.選擇銑刀磨損標準及耐用度
根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑D=200mm，耐用度T=300min。
3.確定切削速度
根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=10，銑削深度a=3mm，耐用度T=300min時查參考文獻〔1〕表3.1-74取主軸轉速n=150r/min,故相應的切削速度為：
Vc =
Vc==94.2m/min
4.校驗機床功率
參考文獻〔1〕表2.4-96,得切削功率為:
取z=10個齒，n=150/60=2.5r/s，=60mm，=3mm，=0.3mm/z，=1
將他們帶入式中得：
kw
又由文獻〔1〕表3.1-73得機床功率為7.5kw，若取效率為0.85，則7.5X0.85=6.375kw＞2.78kw
故機床功率足夠。
工序7切削用量
以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：
工序8切削用量
以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：
工序9切削用量
以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：
工序10 切削用量
以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內箱面，保證尺寸35.5mm
⑴ 粗鏜進給量：刀桿伸出取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
工序11 的切削用量
將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
粗鏜進給量：刀桿伸出取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
工序12的切削用量
將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm
進給量：確定進給量
切削速度：取
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.14—41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
工序13的切削用量
將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm。
2. 精鏜?180孔時
粗鏜?180孔時因余量為0.8mm，故=0.8mm。根據(jù)參考文獻1表2.4-180查取v=1.2m/s=72m/min。進給量f=0.15mm/r。
r/min
取機床轉速為174r/min。
工序14的切削用量
本工序為鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。
1.確定進給量f
由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進給。
2.選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表5-130，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。
3.確定切削速度V
參考文獻參考文獻1表2.4-38，取鉆底孔Φ8.5的切削速度為v=0.28m/s=16.81m/min，由此算出轉速：n =。取攻絲時的切削速度為：0.21m/s=12.56m/min。由此算出轉速：n =。
第7章 銑底面夾具設計
第7章 銑底面夾具設計
7.1設計要求
為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為銑底面的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
7.2夾具設計
7.2.1 定位基準的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。
由零件圖可知：在對銑底面進行加工前，
方案：選反面平面、和側面定位夾緊方式用操作簡單，選擇手動螺旋夾緊機構來夾緊。
為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。
7.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質合金）
刀具有關幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。
7.3 定位誤差的分析
為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
（1）中心線對定位件中心線位置精度
. 取.
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
7.4 零、部件的設計與選用
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示：
圖2.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
14
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示：
圖2.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表2.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
7.5 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動螺旋夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。經過方案的認真分析和比較，選用了手動螺旋夾緊方式。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。
第8章 加工鉆4-M6螺紋孔夾具設計
第8章 加工鉆4-M6螺紋孔夾具設計
8.1 研究原始質料
本夾具用來加工鉆4-M6螺紋孔并攻絲，需要滿足粗糙度要求。設計夾具的時候需要找到一個統(tǒng)一的定位基準，以確保加工精度要求。此外還需要最大可能節(jié)省時間提高勞動生產率。
8.2 夾具的設計要求
夾具的設計原理:
（1）六點定位原理
當工件不依賴于任何條件時，不能確定它是位置的任意的。假設工件是完美和理想的剛性體，從理論力學書籍可以知道，理想剛體在空間中需要有六個自由度才能實現(xiàn)完全定位，即沿三軸 x、 y、 z 移動和圍繞著x、 y、 z三個軸的旋轉。X，y，z 和 x，y，z 三個軸的運動和圍繞著三個軸轉動自由度的代表。
六自由度是工作上的空間位置，最大程度的不確定性。定位的任務，是工件的限制自由。在工裝夾具，適當接觸六點原則限制工作的六個自由度，稱為六點定位原理。
（2）、應用定位原理
完全定位
空間的六個自由度完全被限制住才稱為完全定位。
部分定位
定位的工件，工件必須是完美的位置并不是所有的情況。工序要求少于六個支承點位置，被稱為局部位置的條件下。
能滿足加工要求的前提下，部分可以用于簡化約束條件，在生產中的應用。例如作為只需要限制三個自由度的磨削平面用到的電磁吸盤。
過定位（重復定位）
幾個定位支撐點重復限制一個自由度，稱為過定位。
A、在正常情況下，您應該避免使用過定位。
通常情況下，結果會影響定位精度定位的工件定位的不確定性,所以在正常情況下，定位是要避免的。
B、過定位亦可合理應用
雖然工件定位夾具，通?？杀苊?定位"，但在一定條件下，可以得到合理使用"位置"，但較好的效果。弱剛度和高精度航空儀表零件甚至更重要。
工件本身，剛度剛度和支承剛性是有效的措施，以提高質量和生產率，生產中經常使用。這是一個定位"的定位"。自前的工件和機床 （夾） 的參考值嚴格的幾何誤差控制，定位缺陷需要嚴格控制。支撐件的工作提高的剛度，使幫助達到穩(wěn)定和可靠的定位，所以工件是易于安裝、 質量和效率大大提高。
8.3 定位基準的選擇
提高勞動生產效率，促進這一進程，確定使用高速鋼，用于加工、 制備的手動夾緊部分︰ 定位、 夾緊方案是︰
為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
由零件圖可知：根據(jù)大端端面孔的軸線與?180()mm孔的尺寸要求，在對孔進行加工前，?180()mm孔及其大端端面已按其加工技術要求加工，然后底面再加一個擋銷，限制旋轉一個自由度。因此，?180()mm孔及其大端端面定位精基準（設計基準）來滿足孔的尺寸要求。
8.4 確定夾緊方案
1.夾緊裝置的組成
當工件正確定位到夾具體上，右夾緊裝置進行夾緊工件。夾緊裝置組成︰
1): 動力裝置：產生動力。
2): 夾緊裝置：用來直接連接工件組件的夾緊。
3） 在中間的力量︰ 一個給定的大小和方向的動力傳遞到夾具緊固件。
2.夾緊裝置的要求
1） 在夾緊過程中不得影響工件在夾具中的定位。
2） 夾緊力必須是適當?shù)乃怯斜匾_保工件定位過程中的穩(wěn)定性和損壞工件夾緊的工件變形過大或夾緊表面。
3） 操作安全運行和省力。
4) 夾具結構應當是簡單、 制造容易，便于維修。
典型的夾緊機構
1.斜楔夾緊裝置
斜楔夾緊是最基本的形式，是移動斜面的力時，夾緊工件時，常用的液壓及液壓夾具。手動夾緊楔常用的其他機構。
楔塊夾夾緊行程的缺點是小，手動操作并非易事。
2.螺旋夾緊裝置
螺旋直接夾緊裝置，或結合其他部件，實現(xiàn)夾緊工件，采用螺旋夾緊機構。螺旋，固定結構很簡單，易于制造。由于小螺旋角，螺旋的抓地力，握力和夾緊行程大、 自鎖性能好手動電動裝置常用。螺旋夾緊機構可以被認為與工件表面，是斜面的相當于一個楔子。
3.偏心夾緊裝置
偏心夾緊裝置是斜楔夾緊一種典型結構，是直接通過偏心夾緊工件或與其他組件和工件的組合。偏心，圈子和曲線偏心，偏心圓固定器是結構簡單，夾緊和快速的好處;但她抓地力小，迫使幾個規(guī)模較小、 自鎖性能，它通常是只抓地力表面大小變化大和小的振動切削過程中的應用程序。
4.定心夾緊裝置
同時，起著作用的工件夾緊來實現(xiàn)集中化集中效果。定心夾緊元件接觸工件定位夾、 定位器和根據(jù)地。
5.鉸鏈夾緊裝置
鉸鏈夾緊是一個助推器，多個小的摩擦損失，廣泛應用于液壓夾具的優(yōu)點是更大的力量。
6.聯(lián)動夾緊裝置
圖2－3雙向作用固定式活塞液缸圖
1－前蓋?2－液缸體?3－活塞桿?4－活塞?5－密封圈?6－后蓋
聯(lián)動夾緊機構是一種高效的夾緊機制，可由一句柄或電廠對夾具的幾個問題的控制或同時插入幾個工件。
夾緊動力單元
在大量的大批量生產，以提高生產效率，降低工人勞動強度夾具絕大多數(shù)使用機械鎖緊裝置。液壓裝置，液壓進行驅動電 （磁），真空和其他形式。
1.液動夾緊裝置
液體的液壓夾緊裝置用壓縮空氣作為能量來源，促進固定工件。常用的液壓缸結構有可用的活塞和膜。
液壓缸液壓缸活塞密封性分類形式固定，擺動與旋轉三，根據(jù)職務類別的單向和雙向兩種效果，最常用的是雙作用靜止液體坦克。
2.液壓夾緊裝置
固定單位水工結構和工作原理液壓夾緊裝置的相同，區(qū)別在于它使用平均液壓壓力。與液壓夾緊裝置，液壓鉗具有以下優(yōu)點︰
1 驅動力，電動裝置是相對較小。
2 不可壓縮流體和液壓、 固定可靠、 運行穩(wěn)定;
3 噪聲.其缺點是需要設置特殊的液壓系統(tǒng)，有限度的應用范圍。
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
螺旋夾緊時產生的夾緊力：
式中參數(shù)由可查得：
螺紋升角
其中：作用力臂
由得：原動力計算公式：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構工作是可靠的。
8.5 設計夾具裝配圖
分析零件圖：利用底部大端面作為定位基準可靠方便，穩(wěn)定性高，可以保證加工質量。
就像《參考手冊》的基準看定位夾具匹配操作盡可能多地，在相同工作的一些情況下，應盡量采用同一個參考工序。因此，我們必須按照技術要求的零件，確保加工精度要求合理選用的位置引用。這部分沒有高的技術要求，也需要高度的并行性和對稱性，因此我們必須考慮如何提高效率和降低工人的勞動強度，提高加工精度。
8.6 切削力及夾緊力的計算
刀具：高速鋼麻花鉆頭Φ5。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式子里各數(shù)據(jù)： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉矩
T=Cdfk
式子里各數(shù)據(jù): C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),式子為：
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
按照上面計算，設計夾具必須提高生產效率。必須首先集中代替手工勞動上面，因為這能顯著提高生產效率的重要途徑。
8.7 誤差分析與計算
(1)該夾具以?180()mm孔孔及其大端端面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
孔與面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由可知：
取m（中等級）即 ：尺寸偏差為?180()mm
Δjw大端面與銷面的重合度=0
Δjb是Φ?180()mm孔的軸線與?180()mm孔孔的重合度=0.02
誤差總和：Δjw+Δjb<0.021
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2) 夾具安裝誤差
因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
3) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或導向元件（包含導向元件之間）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
4) 加工方法誤差
因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多