工作臺部分右軸架工藝及銑夾具設計
22頁 9200字數(shù)+論文說明書+5張CAD圖紙【詳情如下】
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右軸架毛坯圖.dwg
右軸架零件圖.dwg
工作臺部分右軸架工藝及銑夾具設計說明書.doc
數(shù)控加工刀具卡片.doc
數(shù)控加工工藝卡.doc
數(shù)控加工程序.doc
機械專業(yè)實習報告.doc
機械加工工藝過程卡片.dwg
機械外文翻譯---銑削.doc
機械實習報告.doc
銑夾具體零件圖.dwg
銑夾具總裝圖.dwg
工作臺部分右軸架工藝及夾具設計
目 錄
1 引言 1
2生產綱領 3
2.1計算生產綱領決定生產類型 3
2.2 計算生產節(jié)拍 3
3零件分析 5
3.1零件的作用 5
3.2零件的毛坯 5
4 工藝規(guī)程設計 7
4.1確定毛坯的制造形式 7
4.2基準面的選擇 7
4.3制定工藝路線 9
4.4 機械加工余量、工序尺寸 12
4.5確定切削用量及基本用時計 14
5 夾具設計 15
5.1 問題的提出 18
5.2 夾具的設計 20
結束語 21
致謝 21
參考文獻 22
1 引言
畢業(yè)設計是對大學四年來我們所學到的基礎知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結與綜合運用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機會，而且畢業(yè)設計也是大學教學的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認真踏實地做好這次畢業(yè)設計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設計還可以培養(yǎng)我們獨立思考，開發(fā)思維和協(xié)調工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應社會也有很大的幫助。機械工業(yè)的生產水平是一個國家現(xiàn)代化建設水平的主要標志之一。這是因為工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術的現(xiàn)代化程度，都會通過機械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機器，是由于機器既能承擔人力所不能或不便進行的工作，又能較人工生產改進產品的質量，特別是能夠大大提高勞動生產率和改善勞動條件。機械工業(yè)肩負著為國民經濟各個部門提供技術裝備和促進技術改造的重要任務，在現(xiàn)代化建設的進程中起著主導和決定性的作用。所以通過大量設計制造和廣泛使用各種各樣先進的機器，就能大大加強和促進國民經濟發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設。
機械加工工藝是實現(xiàn)產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學畢業(yè)的機械工程及自動化專業(yè)的學生，要進行對本專業(yè)所學習的知識進行綜合的運用和掌握，為此我們要進行畢業(yè)設計，要自己動手進行思考問題，為社會主義現(xiàn)代化建設的發(fā)展貢獻力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價值的第一步。
本次設計是根據(jù)生產的要求，設計右軸架工藝分析與夾具設計。所用機床主要是銑床、鉆床以及加工中心等。本次設計要求是單班制年產5000件；夾具設計須定位準確，夾緊可靠。以及節(jié)約勞動力，節(jié)約生產成本，提高生產的效率。但由于本人的水平有限，結合生產實際應用設備的能力有限，故沒有能夠做到很詳細的設計，而且還有許多地方有待改進，請老師給以指導和批評[1]。
2 生產綱領
2.1 計算生產綱領決定生產類型
生產綱領是企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。（計劃期常為一年，所以生產綱領也稱年產量。）
如附圖所示的右軸架，該產品年產量為5000件,設備品率為17%機械加工廢品率為0.5%,現(xiàn)制定該零件的機械加工工藝流程。
生產綱領N
N=Qn(1+a%+b%)
=5000ⅹ(1+17%+0.5%)
=5875(件/年)
年產量為5875(件/年)，現(xiàn)通過計算, 生產綱領對工廠的生產過程和生產組織有著決定性的作用，包括各工作點的專業(yè)化程度，加工方法，加工工藝設備和工裝等。同一種產品，生產綱領不同也會有完全不同的生產過程和專業(yè)化程度，即有著完全不同的生產組織類型。根據(jù)生產專業(yè)化程度的不同，生產組織類型可分為單件生產，成批生產，和大量生產三種，其中成批生產可分為大批生產，中批生產和小批生產，下表1是各種生產組織管理類型的劃分，從工藝特點上看單件生產與小批生產相近，大批生產和大量生產相近，因此在生產中一般按單件小批，中批，大批大量生產來劃分生產類型，這三種類型有著各自的工藝特點。
表1 生產組織管理類型的劃分
結束語
1 該畢業(yè)設計是培養(yǎng)我綜合運用所學知識、發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題的能力。
2 回顧這次畢業(yè)設計，從選題到最后的完成可以說是苦多于甜，但是這次設計鞏固了我以前所學的知識，可以說是受益匪淺。
3 這次設計使我收獲了獨立分析和解決問題的方法與能力，并懂得了一個道理理論聯(lián)系實際很重要
4 設計過程中我暴露了諸多的不足，這有待我以后加以改進和完善。
5 這次設計能夠順利完成，除了問老師查閱資料，自己的毅力也占了很大的程度。沒有我的不懈的堅持，恐怕是不能完成這次設計的。
6 在物質上給了我很大的幫助，我們不僅去林海看零件，還使用了的一些內部資料，這對我完成設計有很大的幫助。
7 只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。
這次畢業(yè)設計使我受益匪淺，為我今后的學習和工作打下了一個堅實而良好的基礎。在此衷心感謝各位老師的幫助和指導。
致 謝
經過近四個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個大學生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。
在這里首先要感謝我的指導老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從開題報告到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是老師們仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。
其次要感謝和我一起作畢業(yè)設計的同學們，他們在本次設計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計，并分擔了許多工作。如果沒有他們的努力，此次設計的完成將變得非常困難。
感謝學校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可供參考。還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械技術專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。
通過畢業(yè)設計，使我對機械加工工藝這門課程進一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當距離，還需在今后進一步學習和實踐。
本設計由于時間緊和對知識的掌握程度的限制，在設計上不很周詳，許多應該考慮的因素，可能沒在設計上體現(xiàn)出來。在這次設計過程中，我得到老師的精心指導和各方面的幫助，才能使設計得以順利進行，借此我深表謝意。
最后感謝學院四年來對我的大力栽培！
參 考 文 獻
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[2] 鄭修本. 機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.
[3] 鄭修本. 機械制造工藝學[M].第二版，北京：機械工業(yè)出版社，1999.
[5] 王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.
[6] 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組. 金屬機械加工工藝人員手冊[M]. 第一版，上海：上?？茖W技術出版社，1965.6.
[7] 美國可切削性數(shù)據(jù)中心.機械加工切削數(shù)據(jù)手冊[M]. 第一版，北京：機械工業(yè)出版社，1989.9.
[8] 李慶余， 張佳等主編.機械制造裝備設計[M].北京：機械工業(yè)出版社,2007.
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[12] 濮良貴，紀名剛. 機械設計[M]. 第八版，北京：高等教育出版社，2006.
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[16] 張耀震，馬占永.機械加工工藝設計實用手冊[M].第一版，北京：航天工業(yè)出版社，1993.
[17] 美國可切削性數(shù)據(jù)中心.機械加工切削數(shù)據(jù)手冊[M]. 第一版，北京：機械工業(yè)出版社，1989.
[18] 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2001.
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[20] 徐學林.互換性性與測試技術基礎[M].長沙：湖南大學出版社，2007.
[22] 李益民. 機械制造工藝設計簡明手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2001.
[23] 張耀震.機械加工工藝設計手冊[M].第一版，北京：航天工業(yè)出版社，1987.
[24] 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊[M].第一版，北京：北京出版社，1993.
第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 工作臺部分右軸架工藝及夾具設計 目 錄 1 引言 ................................................................ 1 2生產綱領 .............................................................. 3 ............................................ 3 計算生產節(jié)拍 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。 3零件分析 .............................................................. 5 .......................................................... 5 坯 .......................................................... 5 4 工藝規(guī)程設計 ........................................................ 7 .................................................. 7 ........................................................ 7 ........................................................ 9 機械加工余量、工序尺寸 ............................ 錯誤 !未定義書簽。 ........................................... 14 5 夾具設計 ........................................................... 15 問題的提出 ....................................................... 18 夾具的設計 ....................................................... 20 結束語 ................................................................ 21 致謝 .................................................................. 21 參考文獻 .............................................................. 22 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 共 35 頁 1 引言 畢業(yè)設計是對 大學四年來我們所學到的基礎知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結與綜合運用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機會，而且畢業(yè)設計也是大學教學的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認真踏實地做好這次畢業(yè)設計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設計還可以培養(yǎng)我們獨立思考，開發(fā)思維和協(xié)調工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應社會也有很大的幫助。機械工業(yè)的生產水平是一個國家現(xiàn)代化建設水平的主要標志之一。這是因為工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術的現(xiàn) 代化程度，都會通過機械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機器，是由于機器既能承擔人力所不能或不便進行的工作，又能較人工生產改進產品的質量，特別是能夠大大提高勞動生產率和改善勞動條件。機械工業(yè)肩負著為國民經濟各個部門提供技術裝備和促進技術改造的重要任務，在現(xiàn)代化建設的進程中起著主導和決定性的作用。所以通過大量設計制造和廣泛使用各種各樣先進的機器，就能大大加強和促進國民經濟發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設。 機械加工工藝是實現(xiàn)產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè) 進行生產準備，計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。然而夾具又是 制造系統(tǒng)的重要組成部分 ， 不論是傳統(tǒng)制造 ， 還是現(xiàn)代制造系統(tǒng) ，夾具都是十分重要的。 因此，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。 當今激烈 的 市場競爭和企業(yè)信息化的要求 ,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學畢業(yè)的機械 工程及自動化 專業(yè)的 學生，要進行對本專業(yè)所學習的知識進行綜合的運用和掌握，為此我們要進行畢業(yè)設計，要自己動手進行思考問題，為社會主義現(xiàn)代化建設的發(fā)展貢獻力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價值的第一步。 本次設計是根據(jù)生產的 要求 ，設計 右軸架工藝分析與夾具設計 。所用機床 主要 是銑床、鉆床以及加工中心等 。本次設計 要求是單班制年產 5000 件；夾具設計須定位準確，夾緊可靠。以及 節(jié)約勞動力，節(jié)約生產成本，提高生產的效率。但由于本人的水平有限，結合生產實際應用設備的能力有限，故沒有能夠做到很詳細的設計，而且 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁 共 35 頁 還有許多地方有待改進，請 老 師給以指導 和批評 [1]。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 3 頁 共 35 頁 2 生產綱領 計算生產綱領決定生產類型 生產綱領是企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。（計劃期常為一年，所以生產綱領也稱年產量。） 如附圖所示的右軸架，該產品年產量為 5000 件 ,設備品率為 17%機械加工廢品率為 現(xiàn)制定該零件的機械加工工藝流程。 生產綱領 N N=+a%+b%) =5000ⅹ (1+17%+ =5875(件 /年 ) 年產量為 5875(件 /年 )，現(xiàn)通過計算 , 生產綱領對工廠的生產過程和生產組織有著決定性的作用，包括各工作點的專業(yè)化程度，加工方法，加工工藝設備和工裝等。同一種產品，生產綱領不同也會有完全不同的生產過程和專業(yè)化程度，即有著完全不同的生產組織類型。根據(jù)生產專業(yè)化程度的不同，生產組織類型可分為單件生產，成批生產，和大量生產三種，其中成批生產可分為大批生產，中批生產和小批生產，下表 1是各種生產組織管理類型的劃分，從工藝特點上看單件生產與小批生產相近，大批生產和大量生產相近，因此在生產中一般按單件小批，中批，大批大量生產來劃分生 產類型，這三種類型有著各自的工藝特點。 表 1 生產組織管理類型的劃分 生產類型 零件年生產類型（件 /年） 重型機械 中型機械 輕型機械 單件生產 ≦ 5 ≦ 20 ≦ 100 小批生產 ＞ 5～ 100 ＞ 20～ 200 ＞ 100～ 500 中批生產 ＞ 100～ 300 ＞ 200～ 500 ＞ 500～ 5000 大批生產 ＞ 300～ 1000 ＞ 500～ 5000 ＞ 5000～30000 大量生產 ＞ 1000 ＞ 5000 ＞ 50000 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 共 35 頁 所以綜上所述，根據(jù)生產類型和生產綱領的關系，可以確定該產品的生產類型為大批量生產 [2]。 計算生產節(jié)拍 生產節(jié)拍 = ? 12 個月 ? 8 小時 ? 60 分 ? 單雙班 ? 90%/生產綱領=12? 8? 60? 1? 90%/5875= 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 共 35 頁 3 零件的分析 零件的作用 該零件為軸承架，安裝軸承，形狀一般，精度要求并不高，零件的主要技術要求分析如下：（圖 1零件圖可知，零件的底座底面、端面、槽及左軸架的頂面有粗糙度要求。 圖 1件圖 零件的毛坯 零件材料為 慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大 ，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸機械砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級為 對提高生產率，保證產品質量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。毛坯圖如圖 2 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 共 35 頁 圖 24 工藝規(guī)程設計 對于機器中的某一零件，可以采用多種不同的工藝過程完成。在特定條件下，總存在一種相對而言最為合理的工藝規(guī)程，將這工藝規(guī)程用工藝文件形式加以規(guī)定，由此得到的工藝文件統(tǒng)稱工藝規(guī)程 [2]。 工藝規(guī)程是生產準備、生產組織、計劃調度的主要依 據(jù)，是指導工人操作的主要技術文件，也是工廠和車間進行設計或技術改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善 [3]。 (1) 根據(jù)機械加工工藝規(guī)程進行生產準備（包括技術準備）。在產品投入生產以前，需要做大量的生產準備和技術準備工作，例如，技術關鍵的分析與研究；刀、 夾、量具的設計、制造或采購；設備改裝與新設備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機械加工工藝規(guī)程來展開。 (2) 機械加工工藝規(guī)程是生產計劃、調度、工人的操作、質量檢查等的依據(jù)。 (3) 新建或擴建車間（或工段），其原始依據(jù)也是機械加工工藝規(guī)程。根據(jù)機械加工工藝規(guī)程確定機床的種類和數(shù)量，確定機床的布置和動力配置，確定生產面積的大小和工人的數(shù)量等 [3]。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 共 35 頁 確定毛坯的制造形式 由于右軸架年產量為 5000件，已達到中批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，再者，考慮到 方法生產工藝簡單、生產周期短 、 適合批量生產 ，故可以采用鑄造成型，這從提高生產率、保證加工精度上考慮，也是應該的。為了消除壓鑄后的殘余應力，在壓鑄完成后的將鑄件低溫加熱過程中使合金產生強化，以消除應力即人工時效 [1]。 基面的選擇 基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高，否則，加工工藝規(guī)程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行 [1]。 基準的概念及其分類 基準是指確定零件上某些點，線，面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，或者說是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面 [3]。 按其作用的不同，基準可分為設計基準和工藝基準兩大類。 設計基準是指零件設計圖上用來確定其他點，線，面位置關系所采用的基準。 工藝 基準是指在加工或裝配過程中所使用的基準。工藝基準根據(jù)其使用場合的不同，又可分為工序基準，定位基準，測量基準和裝配基準四種。 (1) 工序基準 在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸，形狀，位置的基準，及工序圖上的基準。 (2) 定位基準 在加工時用作定位點基準。它是工件上與夾具定位元件直接接觸的點，線，面。 (3) 測量基準 在測量零件已加工表面的尺寸和位置時所采用的基準 (4) 裝配基準 裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準。 基準問題的分析 分析 基準時，必須注意以下幾點： (1) 基準是制訂工藝的依據(jù)，必須是客觀存在的。當作為基準的是輪廓要素，如平面，圓柱面等時，容易直接接觸到，也比較直觀。但是有些作為基準的是中心要素，如圓心，球心，對稱軸線等時，則無法觸及，然而它們卻也是客觀存在的。 (2) 當作為基準的要素無法觸及時，通常由某些具體的表面來體現(xiàn)，這些表面 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 共 35 頁 稱為基面。如軸的定位則可以外圓柱面為定位基面，這類定位基準的選擇則轉化為恰當?shù)剡x擇定位基面的問題。 (3) 作為基準，可以是沒有面積的點，線以及面積極小的面。但是工件上代表這種基準的基面總 是有一定接觸面。 (4) 不僅表示尺寸關系的基準問題如上所述，表示位精度的關系也是如此 [1]。 定位基準的選擇 選擇定位基準時應符合兩點要求： (1) 各加工表面應有足夠的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合設計要求； (2) 定位基準應有足夠大的接觸面積和分布面積，以保證能承受打打切削力，保證定位穩(wěn)定可靠。 定位基準可分為粗基準和精基準。若選擇未經加工的表面作為定位基準，這種基準被稱為粗基準。若選擇已加工的表面作為定位基準，則這種定位基準稱為精基準。粗基準考慮的重點是如何保證各加工表面 有足夠的余量，而精基準考慮的重點是如何減少誤差。在選擇定位基準時，通常是保證加工精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準選擇的順序應從精基準到粗基準 [1]。 (1) 精基準的選擇。選擇精基準的目的是使裝夾方便正確可靠，以保證加工精度。主要應該考慮基準重合和統(tǒng)一基準的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(tǒng)一原則；可靠方便原則），為了加工精基準面才選擇了粗基準面。對于本右軸架，我是以毛坯孔為粗基準來加工右軸架上下表面的。 先保證精基準的表面粗糙度，可以以上下表面作為統(tǒng)一的基準。在以后的加工過程中精度就會得到提高。利用以及三搭子定位并夾緊，可達到完全定位及夾緊的目的。 (2) 粗基準的選擇。對于剛性差、批量較大、要求精度較高的右軸架，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內應力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設備等。而右軸架零件一般都選擇重要孔（如孔）為粗基準，但隨著生產類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準的共建裝夾 方式是不同的。大批生產時，毛坯精度較高，可直接以主軸孔在夾具上定位，采用專用夾具裝夾，但對本右軸架來說，如果以孔作為基準，則無法合理地加工出所要加工的右軸架上下表面，按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以不加工表 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 9 頁 共 35 頁 面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準），現(xiàn)取以毛坯孔定位，三搭子定位并夾緊作為粗基準，使毛坯孔定位；三搭子定位并夾緊；利用螺栓頂住缸體上下表面的側翼，以消除六個自由度，從而達到完全定位 [5]。 制訂工藝路線 擬 訂零件的機械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作，擬訂工藝路線時主要解決的問題有：選定各加工表面的加工方法；劃分加工階段；合理安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度 [6]。 制訂工藝路線時需要考慮的主題要問題有：怎樣選擇定位基準，怎樣選擇加工方法，怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗等工序。而制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可考慮采用加工中心配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考 慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降 [6]。 工序號 工序名稱 工序內容 設備 工藝裝備 1 鑄造 對毛坯進行砂型鑄造 2 熱處理 自然實效 3 清砂 鉗工對鑄造好的毛坯除去鋒邊 ,型砂及打毛刺 4 粗銑 粗銑 端面 床 面銑刀、游標卡尺 5 精銑 精銑 端面 床 面銑刀、游標卡尺 6 粗精 銑 粗精 銑 高度至 25 床 端銑刀、游標卡尺 7 粗精 銑 粗精 銑 高度至 60 床 端銑刀、游標卡尺 8 粗鏜 孔 粗鏜孔 Φ45 床 鏜刀、游標卡尺 9 半精鏜 半精鏜孔 Φ45 床 鏜刀、游標卡尺 10 精鏜 精鏜 Φ45 孔 床 鏜刀、游標卡尺 11 粗精 銑 粗精 銑 長度至 50 床 端銑刀、游標卡尺 12 鉆孔 鉆孔 Φ13 床 鉆頭、游標卡尺 13 鉆孔 鉆孔 Φ20 床 鉆頭、游標卡尺 14 鉆銷孔 鉆 Φ10 錐銷孔 床 鉆頭、游標卡尺 15 鉆孔 鉆孔 Φ10 床 鉆頭、游標卡尺 16 去毛刺 去 毛刺 鉗工臺 17 檢驗 檢驗 塞規(guī)、卡尺、百分表等 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 共 35 頁 機械加工余量、工序尺寸 確定鏜φ 45的加工余量、工序尺寸和公差。 由表 2查得鉆孔余量 Z 鏜 =表 1依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，鏜： 據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，鏜： 確定切削用量及基本工時 在一定生產條件下，規(guī)定生產一件產品或完成一道工序所消耗的時間稱為時間定額。合理的時間定額能促進工人的生產技能和技術熟練程度的不斷提高，調動工人的積極 性，從而不斷促進生產向前發(fā)展和不斷提高勞動生產率。時間定額是安排生產計劃、成本核算的主要依據(jù)，在設計新廠時，又是計算設備數(shù)量、布置車間、計算工人數(shù)量的依據(jù) [2]。 鉆削孔 ￠10孔 (a) 已知需加工的銷孔加工余量為 Z =差為 工一次就可以滿足要求。 (b) 進給量 f 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表 f =r (c) 切削速度 根據(jù)《機械加工 切削數(shù)據(jù)手冊》表 v =30m/d) 確定主軸速度 根據(jù)式， 01 0 0 01 0 0 0 ? ??? ?? wd 1426r/e) 切削工時， 根據(jù) 4 1 ??? 式中： 20?l 51?l 02 ?l 以， 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 35 頁 ?? 21 = 26 0520 ?? ?? 以，鉆削孔 ￠10孔的總切削工時 t =2=孔 ￠20； (a) 進給量根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》 , 2.0=f mm/r (b) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》 , 30?v m/床轉速 1 9 1 15 301 0 0 01 0 0 0 ????? ??r/削工時 fn w ??? 21= 54 ????a) 已知需加工的銷孔加工余量為 Z =差為 工一次就可以滿足要求。 (b) 進給量 f 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表 f =r (c) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表 v =30m/d) 確定主軸速度 根據(jù) 4 5 301 0 0 01 0 0 0 ???? ?? wd 1911r/e) 切削工時， 根據(jù) 4 1 ??? 式中： 17?l 51?l 02 ?l 以， ?? 21 = 0 6 1 1 0517 ?? ?? 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 共 35 頁 粗鏜Ф 45孔 該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔 由文獻 )2( 表 5孔的進給量 f=r，由文獻 )2( 表 5得鏜孔時的切削速度 v=30m/此算出轉速為： n= 000 = x? = 鏜 床 的 實 際 轉 速 取 n=100r/ 則 實 際 切 削 速 度 為 ：v=? 000= 1000 24200 =精鏜Ф 45孔 該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔 由文獻 )2( 表 5孔的進給量 f=r，由文獻 )2( 表 5得鏜孔時的切削速度 v=30m/此算出轉速為： n= 000 = x? = 鏜 床 的 實 際 轉 速 取 n=80r/ 則 實 際 切 削 速 度 為 ：v=? 000= 1000 24200 =．基本時間 粗鏜孔工步 根據(jù)表 5孔的基本時間可由公式 L/160+4+2)/得。式中切削工時 l=160 l1=*1~2)=4/2* f=r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間 半精鏜孔工步 根據(jù)表 5孔的基本時間可由公式 L/160+3+2)/得。式中切削工時 l=160 l1=*1~2)=* f=r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 共 35 頁 助時間 根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間 這里取 則各工序的輔助時間分別為： 粗鏜孔工步的輔助時間為： 。 3s=半精鏜孔工步的輔助時間為： s=其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結時間。由于左軸架的生產類型為大批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間%~7%，休息與生理需要時 間 %~4%，這里均取 3%，則各工序的其他時間可按關系式（ 3%+3%）（ tj+算，它們分別為： 粗鏜孔工步的其他時間為： tb+6%x(半精鏜孔工步的其他時間為： tb+6%x(．單件時間 計算 這里的各工序的單件時間分別為： 鏜孔工步 =因此，此工序的單件時間 上述零件工藝規(guī)程設計的結果，填入工藝文件。 5 夾具的設計 由機械制造工藝系統(tǒng)的組成 —— 機床、工件、刀具和夾具可看出夾具在機械加工占有很重要的地位。尤其在成批生產時更是大量的采用機床夾具。它們是機床工件之間的聯(lián)結裝置，使工件相對于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設計是裝配設計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一，是一種在金屬切削機床上實現(xiàn)裝夾任務的工藝裝備，是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分 [8]。 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。經過與指導老師協(xié)商，決定設計第一道機加工夾具設計 —— 銑削右軸架上下表面的銑床專 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 共 35 頁 用夾具。 本夾具將用于 具為一把高速鋼四齒盤銑刀 [8]。 問題的提出 在金屬切削機床上進行加工時，為了保證工件加工表面的尺寸，幾何形狀和相互位置的精度等要求，在加工方法確定之后，需要解決的問題之一是使工件相對于刀具和機床占有正確的加工位置（即工件的定位）并把工件壓緊夾牢，以保證這個確定了的位置在加工過程中穩(wěn)定不變（即工件的夾緊）就是工件在上的正確安裝 [8]。 本夾 具主要用來銑削右軸架上下表面的，由于對表面粗糙度的要求和對尺寸的要求并不是很高，所以毛坯孔定位，三搭子定位并夾緊來作為基準，就足以保證尺寸和位置精度。 但由于工件形狀比較復雜，右軸架上下表面并非水平面，所以設計夾具時必須考慮到使右軸架上下表面與銑刀垂直，并以方便高效的方式進行夾具，因此，本道工序加工時，主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。 夾具設計 定位基準的選擇 由于右軸架件結構復雜、壁薄且不均勻，夾緊力過大或夾緊力著力點不適當，都會使工件產生夾緊變形。 在這種狀態(tài)下加工，雖然工件“合格”，但加工后撤去夾緊力，工件便恢復原狀，破壞了已加工好的精度，在右軸架加工中，必須注意夾緊對工件加工精度的影響，采取有效措施保證加工精度。 夾緊力作用點的選擇應選擇工件剛度較大的部位，并保證夾緊力作用于主要定位面上。例如，夾緊力施于右軸架的邊緣實體或有筋的地方； 提高接觸剛度孔系加工時，應盡量提高右軸架基準面與夾具定位元件的接觸剛度。 如夾具示圖中，夾緊點定在與定位點同一垂線上，此種夾緊，剛性好，夾緊變形小。目前，最常見的夾緊方式有機械夾緊、液壓夾緊、氣壓夾緊，其三種方法比較 如下表。 表 2 機械夾緊、液壓夾緊、氣壓夾緊三種方法的比較 比較項目 機械夾緊 液壓夾緊 氣壓夾緊 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 共 35 頁 夾緊力 較大 最大 中等 動作快慢 慢 較慢 較快 環(huán)境要求 一般 較高 適應性好 構造 一般 復雜 簡單 載荷變化影響 沒有 有一些 稍有 遠距離操縱 短距離 短距離 中距離 工作壽命 一般 一般 長 維護 簡單 要求高 一般 價格 一般 稍貴 便宜 綜上所述，氣動夾緊載荷變化影響不大，夾緊力適中，是右軸架加工件的理想夾緊方式 [11]。 氣動杠桿夾緊機構是一種利用杠桿作用原理（ 當動力 與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積時，杠桿平衡。杠桿平衡時杠桿處于靜止狀態(tài)或者勻速轉動狀態(tài)。 這就是杠桿的工作原理） [12]，使原始力轉變?yōu)閵A緊力的夾緊機構。 杠桿夾緊機構夾緊動作迅速，可起到增力作用，但自鎖能力較差，受振動時易松開，所以常用氣壓或液壓作夾緊力源或與其它夾緊元件組成復合夾緊機構 [13]。夾具圖如圖 5 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁 共 35 頁 圖 5具裝配圖 切削力及夾緊力 計算 刀具：銑刀， ￠60z=4 （見 《切削用量簡明手冊》表 (5其中： 650, 50在加工面上測的近似值 ) 60 0, Z=4 所以 1 4 0 0160 ? ????? 水平分力： 實 =1540N 垂直分力： 實 =420N 在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內。安全系 數(shù) K= 其中： 所以， F′ =1540=用氣缸 — 杠桿夾緊機構。其結構形式選用 擴力比 i= 為克服水平切削力，實際夾緊力 N( 1f 2f? )=5所以， 21 ? 其中 1f 及 2f 為夾具定位面及夾具面上的摩擦系數(shù)， 1f = 2f = 7 41 7 4 ??N N 氣缸選用 ￠50壓縮空氣單位壓力 P =，氣缸推力為 ? ? P =106=1157N[14]。由于已知斜楔機構的擴力比 i =1，故由氣缸生產的實際夾緊力為 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 17 頁 共 35 頁 N 氣 =1157? 3i=1157? 3? 082N 此時 本夾具可安全工作。 定位誤差的分析 由于本夾具沒有涉及到定位誤差，所以不作分析。 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。為此應先 著眼于機動夾緊而不采用手動加緊。因為這是提高勞動生產率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇了氣動夾緊方式。本工序因為是精加工，毛坯材料又是鋁合金，切削力不是很大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這樣將使整個夾具過于龐大。因此，因首先降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的杠桿夾緊機構；三是在可能情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力（由 至 以增加氣缸推力。我這個是氣動夾具首先氣缸的活塞下降壓板抬起，使得工件可 以放進去。壓板下面的三個支撐桿一個可以活動兩個固定的，將右軸架放在支撐桿上，通過調節(jié)可以活動的螺母使得所要加工的右軸架表面處于一個水平位置，此時有一個三角形結構限制了 X,Y 的轉動和移動，又使用了一個支撐銷限制了 Z 軸的移動，最后使用一個螺母限制了 Z 軸的轉動。最后氣缸活塞上升使得壓板下降從而壓緊工件 [15]。 氣動夾緊的氣動原理圖如下圖 示： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 共 35 頁 圖 動原理圖 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 共 35 頁 結束語 1 該畢業(yè) 設計是培養(yǎng) 我 綜合運用所學知識 、 發(fā)現(xiàn) 、 提出 、 分析和解決實際問題 的能力。 2 回顧 這 次 畢業(yè) 設計， 從選題到最后的完成可以說是苦多于甜，但是這次設計鞏固了我以前所學的知識，可以說是受益匪淺。 3 這次設計使我收獲了獨立 分析和解決問題的方法與能力 ，并懂得了一個道理理論聯(lián)系實際很重要 4 設計過程中我暴露了諸多的不足，這有待我以后加以改進和完善。 5 這次設計能夠順利完成，除了問老師查閱資料，自己的毅力也占了很大的程度。沒有我的不懈的堅持，恐怕是不能完成這次設計的。 6 在物質上給了我很大的幫助，我們不僅去林海看零件，還使用了的一些內部資料，這對我完成設計有很大的幫助。 7 只有理論知識是遠遠不夠 的 ， 只有把所學的理論知識與實踐相結合起來 ， 從理論中得出結論 ， 才能真正為社會服務 ， 從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。 這次 畢業(yè) 設計 使我受益匪淺 ， 為我今后的學習和工作打下了一個堅實而良好的基礎。在此衷心感謝各位老師的幫助和指導。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 共 35 頁 致 謝 經過近四個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個大學生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工 作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的指導老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從開題報告到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是老師們仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設計的同學們，他們在本次設計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計，并分 擔了許多工作。如果沒有他們的努力，此次設計的完成將變得非常困難。 感謝學校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可供參考。還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械技術專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。 通過畢業(yè)設計，使我對機械加工工藝這門課程進一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當距離，還需在今后進一步學習和實踐。 本設計由于時間緊和對知識的掌握程度的限制，在設計上不很周詳 ，許多應該考慮的因素，可能沒在設計上體現(xiàn)出來。在這次設計過程中，我得到老師的精心指導和各方面的幫助，才能使設計得以順利進行，借此我深表謝意。 最后感謝學院四年來對我的大力栽培！ 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 共 35 頁 參 考 文 獻 [1] 趙家齊 . 機械制造工藝學課程設計指導書 [M]京：北京出版社，[2] 鄭修本 . 機械制造工藝學 [M]機械工業(yè)出版社 ， 2007. 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