叉形件工藝及其車床夾具設(shè)計(jì)

西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目叉形件工藝及車床夾具設(shè)計(jì) 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名_ 劉立 _ 指導(dǎo)教師_ 鄧修瑾_畢業(yè)時(shí)間_ 2014.6 設(shè)計(jì)論文論文 畢業(yè) 任務(wù)書一、題目 叉形件的加工工藝及車床夾具的設(shè)計(jì) 二、指導(dǎo)思想和目的要求 通過對(duì)本課題的研究和訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和專業(yè)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生正確運(yùn)用工程運(yùn)算和使用技術(shù)文獻(xiàn)、規(guī)格資料的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握工藝過程設(shè)計(jì)和工藝裝備設(shè)計(jì)等的設(shè)計(jì)方法；培養(yǎng)學(xué)生簡明精確地表達(dá)設(shè)計(jì)思想的能力以及制圖和寫論文等的能力。使學(xué)生熟練應(yīng)用相關(guān)軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)與分析，建立工藝文件；培養(yǎng)學(xué)生探求未知、開拓創(chuàng)新的科學(xué)精神和從事工程實(shí)踐的基本能力。 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步掌握工程技術(shù)的設(shè)計(jì)能力、解決問題的能力。 三、主要技術(shù)指標(biāo) 1、 對(duì)指定的零件圖進(jìn)行構(gòu)造分析和工藝分析，并繪制零件圖； 2、 制定工藝路線 3、 編制全部工藝規(guī)程 4、 設(shè)計(jì)車床夾具一套； 5、 編寫說明書（論文）； 四、進(jìn)度和要求 1、分析并繪制叉形件零件圖 1周 2、工藝路線及編制工藝規(guī)程 4周 3、設(shè)計(jì)工藝裝備（車床夾具） 3周 4、編寫說明書（論文） 2周 5、評(píng)閱 ，答辯 1周 五、主要參考書及參考資料 1 李益民機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 2 宋寶玉. 簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2008年8月 3 閻光明，侯忠濱，張?jiān)迄i現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社2007 4 趙家齊機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005 5 韓進(jìn)宏互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)北京：北京大學(xué)出版社2006 6 鄧文英，郭曉鵬金屬工藝學(xué)北京：高等教育出版社2008 7 郭紀(jì)林，余桂英.機(jī)械制圖.北京：清華大學(xué)出版社.2004 8 羅洪濤,萬征.中文AutoCAD2007機(jī)械設(shè)計(jì)教程.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社.2007 學(xué)生 劉立 指導(dǎo)教師 鄧修瑾 系主任 魏生民 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是叉形件工藝及車床夾具設(shè)計(jì)。主要的設(shè)計(jì)思路是：分析零件的特點(diǎn)、擬訂合理的工藝規(guī)程，選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床、設(shè)計(jì)合理的夾具。在機(jī)械加工零件中如果能廣泛地使用夾具，就能極大的節(jié)省加工時(shí)所用的時(shí)間，以減輕工人的勞動(dòng)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量。 設(shè)計(jì)夾具一般先對(duì)原始材料進(jìn)行分析，明確設(shè)計(jì)的要求和意圖，然后提出具體的定位和夾緊方案及車床夾具設(shè)計(jì)。本文5號(hào)莫氏錐體（錐柄式心軸）和彈簧片自動(dòng)定心裝置來保證設(shè)計(jì)的可靠,最后還對(duì)夾具的精度進(jìn)行了分析。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐之后的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，通過本次設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)專業(yè)課程的理論加以綜合并增加生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，經(jīng)過實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高個(gè)人獨(dú)立工作的能力。鞏固與擴(kuò)充了相關(guān)課程內(nèi)容，掌握其設(shè)計(jì)的方法和步驟。在設(shè)計(jì)中查閱了大量的機(jī)械書籍，在此過程中鍛煉并提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)；熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及其它有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并在設(shè)計(jì)中加以貫徹，對(duì)今后的工作與學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：叉形件，工藝規(guī)程，機(jī)床夾具 ABSTRACT This graduation design topic is fork and lathe fixture design process .The main design way of thinking BE: the feature of the parts is analyzed so as to plan the reasonable process and select the corresponding machine and jig. Machined parts if they can widely used fixture, you can greatly save the auxiliary time when the processing in order to reduce the amount of labor of workers, improve labor productivity and product quality. Design fixture first general analysis of the raw materials, design requirements and intentions clear, and then propose specific positioning and clamping programs ,. lathe fixture design process .Positioning an article using 5 Morse cone structure to ensure the reliability of the design, but also on the accuracy of the clamp is analyzed. This graduation design is profession course of theories study and after practice of the last teaching link, pass this design to learn profession course of the theories take in to synthesize and increase produce to practice knowledge, pass by training of machine design, develop and raise thus personal independence work of ability. Make stronger and enlarged the related course contents. Control the method and step of its design. Checked a great deal of machine book in the design, toughen in this process and raised the basic technical ability of machine design, such as calculation, paint, check design data and manual; Acquaint with standard and other of the machine design relevant of standard and norm, and take in to carry through in the design, to after times work and study beat under solid foundation. KEY WORDS: Fork , Process planning,Machine tool fixtures II 目 錄 前 言1第一章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的結(jié)構(gòu)與工藝分析2第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)52.1確定毛坯的制造形式52.2 基準(zhǔn)的選擇52.2.1粗基準(zhǔn)的選擇52.2.2精基準(zhǔn)的選擇62.3加工階段的劃分62.3.1零件加工階段的劃分62.3.2 工序的集中與分散72.4 制定工藝路線及方案72.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定102.6尺寸鏈的計(jì)算11第三章 車床夾具設(shè)計(jì)133.1夾具結(jié)構(gòu)和類型153.2工件自由度分析163.3定位基準(zhǔn)的選擇173.4車床夾具結(jié)構(gòu)173.5夾具精度分析183.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明20第四章 全文總結(jié)21參 考 文 獻(xiàn)22致 謝23畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 小 結(jié)24附 錄26IV 前 言 機(jī)械制造加工工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)主要是對(duì)零件的加工工藝設(shè)計(jì)和針對(duì)某個(gè)工序進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，從零件的工藝來說，它主要是分析零件在進(jìn)行加工時(shí)應(yīng)注意什么問題，采用什么方法和工藝路線加工才能更好地保證精度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。就專用夾具而言，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高生產(chǎn)效率，精度，降低成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的適用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率，降低成本。在本次設(shè)計(jì)中，就針對(duì)叉形件的工藝進(jìn)行分析，制定和比較加工工藝路線，選擇一種較好的加工工藝路線進(jìn)行加工，并對(duì)叉形件的孔10mm進(jìn)行車床專用夾具的設(shè)計(jì)，在這過程中，對(duì)夾具的定位誤差和精度進(jìn)行分析計(jì)算。通過這次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)能力，這也是在進(jìn)行畢業(yè)之前對(duì)所學(xué)課程進(jìn)行最后一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操作，生產(chǎn)安全，技術(shù)檢測和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)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(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品加工精度，降低生產(chǎn)成本等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)诋厴I(yè)之前對(duì)所學(xué)各課程的基礎(chǔ)知識(shí)、研究能力、自學(xué)能力以及綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)和檢驗(yàn)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，就我個(gè)人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己將來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。 由于能力所限，設(shè)計(jì)中尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指正，謝謝。 第一章 零件的分析 1.1 零件的作用 叉形件零件是飛機(jī)液壓助力器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一。從整體上來看，飛機(jī)液壓助力器是安裝在飛機(jī)副翼操縱機(jī)構(gòu)中或方向舵操縱系統(tǒng)中，用于不可逆的液壓助力器操縱。當(dāng)飛機(jī)液壓系統(tǒng)損壞或壓力下降時(shí)，液壓助力器外筒左右兩腔溝通，即助力器當(dāng)一拉桿使用，以實(shí)現(xiàn)人力應(yīng)急操縱。每架飛機(jī)上裝有兩臺(tái)液壓助力器。分別操縱左右副翼或方向舵。 叉形件零件在產(chǎn)品中內(nèi)孔10H7和外圓9h6與叉形件組件中的外圓和內(nèi)孔配合，起到一個(gè)連接的作用。 1.2 零件的結(jié)構(gòu)與工藝分析 從叉形件的結(jié)構(gòu)特征來看（ 下圖1-1），它是長度大于直徑的回轉(zhuǎn)體零件，其被加工表面有外圓柱面、外圓錐面、螺紋、溝槽、孔等。根據(jù)它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求，應(yīng)選擇合理的定位基準(zhǔn)和加工方法。 叉形件的技術(shù)要求是根據(jù)零件的主要功用以及使用條件確定的，通常有以下幾個(gè)方面： （1）加工精度。叉形件的加工精度主要包括結(jié)構(gòu)要素的尺寸精度、形狀精度和位置精度。 1）尺寸精度。主要指結(jié)構(gòu)要素的直徑和長度的精度。 2）形狀精度。主要指軸頸的圓度、圓柱度等，因軸的形狀誤差直接影響與之配合的零件接觸質(zhì)量和回轉(zhuǎn)精度，因此限制在直徑公差范圍內(nèi)。 3）位置精度。包括兩叉內(nèi)、外端對(duì)表面C的垂直度，孔對(duì)表面A的垂直度及位置度要求，具體參閱零件圖。 （2）表面粗糙度。軸類零件的主要工作表面粗糙度根據(jù)其運(yùn)轉(zhuǎn)速度和尺寸精度等級(jí)決定。本零件中主要表面的表面粗糙度Ra為1.6-0.4，次要表面的表面粗糙度Ra為12.5-3.2。 （3） 其他要求。為改善軸類零件的切削加工性能或提高綜合力學(xué)性能及其使用壽命等，還必須根據(jù)軸的材料和使用條件，規(guī)定相應(yīng)的熱處理要求。 圖1-1 叉形件零件圖 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是9的中心線；配合表面是外圓9，內(nèi)孔10，叉形件在裝配過程中，內(nèi)孔10H7 和外圓9h6在叉形組件中是配合表面，因此配合部分的尺寸公差、形位公差要求比較高，表面粗糙度要求較高，外圓10H7是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)表面；M5-6h螺紋上有一個(gè)1.5的小孔起漏氣漏油作用，因此這部分的精度要求不高； 主要技術(shù)要求： 1.表面A的中心線對(duì)內(nèi)孔10H7軸線的垂直度公差為0.05，位置度公差不大于0.1； 2.槽與外形的軸線對(duì)內(nèi)孔10H7的內(nèi)壁的垂直度公差都為0.05； 3.表面A與鉸鏈襯套ZL-19461R的配套間隙為0.006-0.01； 4.允許表面B上有孔深2.5, 1的中心孔； 5.磁力探傷； 6.L段和表面C發(fā)蘭，其余表面鍍鎘8-12,鈍化； 7，叉形件從構(gòu)形來看，基本屬于軸類件，各個(gè)表面并不復(fù)雜。叉形件從精度上看，主要工作表面的精度是IT6級(jí)，孔10H7工作表面的粗糙度為0.8，非配合表面的粗糙度為1.6-3.2，位置精度：10H7的孔中心線對(duì)A的位置度為0.1，垂直度公差為0.05； 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1確定毛坯的制造形式 零件材料30CrMnSiA，為高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，并要求進(jìn)行淬火后回火，保持硬度為HRC=36-41, 考慮到零件受力情況，批量的大小等因素，因此應(yīng)該選用棒料。以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件屬于大批量生產(chǎn)，應(yīng)保證尺寸的精確。這對(duì)提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇得正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 在選擇基面時(shí)有兩個(gè)基本要求： （1）各加工表面有足夠的加工余量（至少不留下黑斑），使不加工表面的尺寸、位置符合圖紙要求，對(duì)一面要加工、一面不加工的壁，要有足夠的厚度。 （2）定位基面有足夠大的接觸面積和分布面積。基礎(chǔ)面積大就能承受大的切削力；分布面積大可使定位穩(wěn)定可靠。必要時(shí)，可在工件上增加工藝搭子或在夾具上增加輔助支撐。 2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 在選擇粗基面時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置復(fù)合圖紙要求。因此選擇粗基面的原則有以下幾個(gè)方面： （1）如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，就應(yīng)該選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 （2）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)該以不加工表面為粗基準(zhǔn)。 （3）應(yīng)該用毛坯制造中尺寸和位置比較可靠，平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)。 （4）應(yīng)該注意，由于粗基面的定位精度很低，所以粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。 根據(jù)以上原則，粗基準(zhǔn)選擇毛坯的外圓表面徑向基準(zhǔn)，以端面作為軸向基準(zhǔn)下料，這樣選擇可以保證在粗加工時(shí)零件精度。 2.2.2精基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于精基面考慮的重點(diǎn)是如何減少誤差，提高定位精度，因此精基準(zhǔn)的選擇原則有以下幾個(gè)方面： （1）應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這稱為基準(zhǔn)重合原則。 （2）所選的定位基準(zhǔn)，應(yīng)能使工件定位基準(zhǔn)精準(zhǔn)，穩(wěn)定，剛性好。變形小和夾具結(jié)構(gòu)簡單。 （3）應(yīng)盡可能選擇統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工表面，以保證各表面的位置精度，這稱為統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。 （4）有時(shí)還要遵循互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工原則。 （5）有些精加工工序要求加工余量小而均勻，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，這時(shí)就以加工面本身作為精基面。 結(jié)合上述原則與零件圖紙的要求，又因?yàn)樵摿慵に嚮鶞?zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，故而我們以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)9的中心線為零件的徑向精基準(zhǔn)，這樣定位不僅滿足上述原則，同時(shí)也是多次裝夾和定位中精度最高的。 2.3加工階段的劃分 2.3.1零件加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，必須把整個(gè)加工過程劃分為以下幾個(gè)階段： （1）粗加工階段：在這一階段中要切除較大量的加工余量，因此主要問題是如何獲得較高的生產(chǎn)效率。用切斷刀下料長度為72，車端面打中心孔做好軸向基準(zhǔn)的精度要求，粗車外圓半錐度，銑平面銑槽等等為后邊的精加工做好工作。 （2）半精加工階段：在這一階段中應(yīng)為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的加工精度，保證一定的加工余量），并完成一些次要表面的加工，一般在熱處理之前進(jìn)行。細(xì)車外圓，鉆孔，銑外形，銑平面打標(biāo)記進(jìn)一步提高精度要求。 （3）精加工階段：保證各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的質(zhì)量要求，中檢，修復(fù)基準(zhǔn)精車外圓，磨外圓，磨平面及槽，鏜孔車螺紋，鉆小孔，磨小臺(tái)，表面處理最后終檢，以滿足零件的最終設(shè)計(jì)要求。 由于零件加工質(zhì)量要求較高，將其工藝路線劃分為4個(gè)階段：毛坯-粗加工（車外圓、銑槽、鉆孔、銑圓弧）-半精加工-精加工-光整打磨。 2.3.2 工序的集中與分散 一個(gè)工件的加工是由許多工步組成的，如何把這些工步組織成工序，是擬定工藝過程時(shí)要考慮的一個(gè)問題。在一般情況下，根據(jù)工步本身的性質(zhì)，粗精階段的劃分、定位基面的選擇和轉(zhuǎn)換等，就把這些工步集中成若干個(gè)工序，在若干臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行。本零件是大批量生產(chǎn)，而且零件比較小裝夾比較方便，因此采用工序分散，采用比較簡單的機(jī)床和工藝設(shè)備，調(diào)整容易，而且工序分散對(duì)于員工的技術(shù)要求也比較低從而降低了成本和生產(chǎn)效率。 2.4 制定工藝路線及方案 制定工藝路線的出發(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)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(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)成本盡量下降。 在分析研究叉形件零件圖的基礎(chǔ)上，對(duì)各加工表面選擇相應(yīng)的加工方法。 外圓表面的加工方案：粗車半精車精車磨。 內(nèi)孔表面加工方案：鉆鏜鉸 平面加工方案：粗車精車磨。 工藝方案如下： 5工序： 毛坯，選擇長1600mm, 30mm的棒料，零件材料為30CrMnSiA。 供應(yīng)狀態(tài)為熱軋，熱軋能顯著降低能耗，降低成本，熱軋時(shí)金屬塑性高， 變形抗力低，大大減少了金屬變形的能量消耗。毛料加工零件總數(shù)為20 件。 10工序： 下料，在鋸床上用彈簧夾頭加緊，切斷成長72mm的棒料。 15工序：鉆中心孔，用彈簧夾頭加緊外圓，在兩端面中心1mm的中心孔，深 度為2.5mm，此孔用于以后加工定位。 20工序：粗車外圓、車錐度，設(shè)備：C620. 粗車外圓11和28，11作為后面25工序加工的粗基準(zhǔn)。 加工35.7，粗糙度為1.6。這道工序中的精度要求較高，原因是 在以下的工序中要求采用這段圓柱面作為定位基準(zhǔn)。這樣以這段外圓作 為基準(zhǔn)定位，可提高定位的穩(wěn)定，可靠性。 在本工序后，由于出現(xiàn)最終表面，要求以后工序間要進(jìn)行防銹，油封。 25工序：粗銑平面、銑槽，設(shè)備：X60 此工序中用銑床專用夾具，加工中以11的端面和外圓柱面為定位 基準(zhǔn)。此工序中零件的定位基準(zhǔn)是底端面及外圓表面作為定位基準(zhǔn)。選 用圓盤做為零件的主要定位元件。夾緊方式采用螺母夾緊，用連桿及 彈簧。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為表面如箭頭所指（見圖3-1，25工序圖） 30工序：打毛刺，設(shè)備：鉗工臺(tái)： 去銑加工后槽和平面的毛刺 35工序：打中心孔，設(shè)備：C620 在B端面打中心孔，工序的要求與工序10要求相同 40工序：打毛刺45工序：細(xì)車外圓，設(shè)備：C620 此工序的以B端面和11的端面的中心孔定位 50工序：鉆孔，設(shè)備：Z518。 此工序中先進(jìn)行鉆孔然后進(jìn)行擴(kuò)孔，考慮到擴(kuò)孔的加工質(zhì)量比鉆孔高， 一般精度可達(dá)到IT10-IT9，表面粗糙度值Ra值為3.2-6.3微米，而且 實(shí)踐表明這樣分兩次鉆孔 ，生產(chǎn)效率比打鉆頭一次鉆出的高。 55工序：打毛刺60工序：銑外形，設(shè)備：X52k 用20的指狀銑刀 65工序：打毛刺70工序：銑平面，設(shè)備: X52k 75工序：打毛刺80工序：打標(biāo)記85工序：中檢，設(shè)備:檢驗(yàn)臺(tái) 檢驗(yàn)8.4的尺寸 90工序：熱處火+高溫理：調(diào)質(zhì)：淬回火。 目的是為了獲得零件規(guī)定的硬度，提高材料的機(jī)械性能。 從此工序后，零件進(jìn)入精加工階段。 95工序： 修復(fù)基準(zhǔn)，設(shè)備：C620。 用紗布在車床上清理內(nèi)孔里熱處理吹沙而不能清理的贓物和氧化皮等。100工序：精車外圓，設(shè)備：C620。 精車外圓9.5 6.5 5.05 105工序：磨外圓，設(shè)備：M114, 在外圓磨床上加工9h6，6h6，以達(dá)到最終要求尺寸。為工藝精基 準(zhǔn)，以及磨平面及槽加工定位做準(zhǔn)備，達(dá)到表面處理鍍前的尺寸。 110工序：磨平面及槽115工序：鏜孔，設(shè)備：C620。 粗鏜孔9.3 精鏜孔9.8 鉸孔10 加工倒角0.345，用單刃 鏜刀鏜孔，適應(yīng)性較廣，靈活性較大，可以校正原有孔的軸線歪斜或 位置偏差，而這一點(diǎn)擴(kuò)孔和鉸孔是不易達(dá)到的。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率比較 低。 120工序：磁粉探傷，設(shè)備：探傷機(jī) 本工序是檢驗(yàn)零件的表面在熱處理及磨削加工后，有無裂紋，有裂紋 時(shí)，就不能正常工作，或者造成嚴(yán)重的事故，磁粉探傷前后均須清洗， 允許表面留有磁粉。 125工序：車螺紋，設(shè)備：C620 該工序前，基準(zhǔn)外圓10H7都已精加工，保證了該工序的加工要求。 130工序：鉆小孔，設(shè)備：Z512 135工序：磨小臺(tái)：設(shè)備：MT475A 本工序并非重要加工尺寸，安排在該工序進(jìn)行加工， 140工序：表面處理，設(shè)備:槽 按零件圖的要求，給表面C和L段鍍鎘，發(fā)蘭。其余表面鍍鎘8-12。145工序：終驗(yàn)，設(shè)備:檢驗(yàn)臺(tái) 是零件的匯總檢驗(yàn)，進(jìn)行叉形件部件裝配要求的檢驗(yàn)。 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定 叉形件零件材料為30CrMnSiA，硬度為HRC:36-41，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。根據(jù)原始資料及加工工藝，可以確定各加工面的機(jī)械余量、工序尺寸。 1. 10孔 棒料為實(shí)心，不沖出孔。根據(jù)工序要求，其加工分為鉆、鉸、鏜、精鏜和 磨。參照手冊(cè)，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 8.1mm 粗鏜：9.3mm 2Z=0.8mm 精鏜孔：9.8mm 2Z=0.6mm 鉸孔： 10mm 2Z=0.2mm 2. 槽 9mm 銑槽 8.4mm 磨槽 9.0mm 2Z= 0.6mm 3. 外圓16mm 根據(jù)工序要求，其加工分為粗車、半精車、磨削加工。各工序余量如下。 粗車：參照手冊(cè)，取余量為3.5mm，偏差為-0.3mm。 半精車：參照手冊(cè)，取余量為2mm，偏差為-0.12mm。 磨削：參照手冊(cè)，取余量為0.5mm，偏差為 2.6尺寸鏈的計(jì)算 1. 尺寸鏈的計(jì)算 在工藝尺寸鏈中，封閉環(huán)是加工過程中最后自然形成的尺寸，一般為被加工零件要求達(dá)到的設(shè)計(jì)尺寸或工藝過程中需要的余量尺寸。因此，封閉環(huán)是隨著零件加工方案的變化而變化的，工藝尺寸鏈的封閉環(huán)必須在加工順序后才能判斷。如下圖所示 A0是在115工序中要計(jì)算的尺寸 是105工序磨外圓 孔壁到端面的距離 是50工序鉆孔 孔的半徑 A0為封閉環(huán) 增環(huán) 減環(huán) 減環(huán) A0=254.0519.987 A0=0.963 ES=0-(-0.075)-(-0.025) ES=+0.1 EI=-0.05-0.075 EI=-0.125 所以 A0= 第三章 車床夾具設(shè)計(jì) 在機(jī)械加工中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗(yàn)工序等，首先要將工件固定，使工件占有確定的位置，這種保證一批工件占有確定位置的裝置，統(tǒng)稱為夾具。夾具體是將家具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大、最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸卻絕育夾具體上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和震動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和硬度。切削加工過程中產(chǎn)生的切削有一部分還會(huì)落在夾具體上，切削積累越多將會(huì)影響工件可靠地定位和加緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮其結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體的結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，我們都應(yīng)當(dāng)考慮。 115工序 鏜孔 車床夾具。工序圖 見圖3-1 圖3-1 鏜孔3.1夾具結(jié)構(gòu)和類型 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了保證加工精度，加工前首先要使工件在機(jī)床上有一個(gè)正確的位置，即定位。然后將其夾緊。工件定位與夾緊的過程又稱為工件的裝夾，在機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備就稱為機(jī)床夾具，機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等，因此機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備中的一項(xiàng)重要工作。 機(jī)床夾具的種類很多，按使用機(jī)床的類型不同可分為車床夾具、車床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他機(jī)床夾具等；按驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力和自夾緊夾具等。按其專門化程度不同，機(jī)床夾具一般可以分為以下五種類型： （1） 通用夾具 （2） 專用夾具 （3） 可調(diào)夾具 （4） 組合夾具 （5） 隨行夾具 本論文中所涉及的夾具是諸多夾具類型當(dāng)中的專用夾具，是在叉形件上鏜取直徑為10mm孔的車床夾具。 專用夾具是針對(duì)某個(gè)具體工件的某一工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的專用夾具很多，分類方法也有多種，通?？梢愿鶕?jù)不同的工序特征進(jìn)行分類，以便于研究和考慮夾具的構(gòu)造形式。專用夾具可分為以下幾類： （1）車床類夾具 （2）銑床類夾具 （3）鉆鏜床類夾具 （4）其他機(jī)床夾具 專用夾具的主要功用有以下幾個(gè)方面： （1）保證被加工表面的位置精度 （2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、縮短工序時(shí)間 （3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 （4）改善工人勞動(dòng)條件 車床夾具所具有如下設(shè)計(jì)特點(diǎn)： （1）車床加工中切削力較大，振動(dòng)也較大，故需要較大的夾緊力，夾具剛性也要好。 （2）借助對(duì)刀裝置確定刀具相對(duì)夾具定位元件的位置，此裝置一般固定在夾具體上。 （3）借助定位鍵確定夾具在工作臺(tái)上的位置。 （4）由于車削加工中切削時(shí)間一般較短，因而單件加工時(shí)輔助時(shí)間相對(duì)長，故在車床夾具設(shè)計(jì)中，需特別注意降低輔助時(shí)間。 專用夾具通常由定位件、夾緊件、導(dǎo)向?qū)Φ对⑦B接元件、夾具體、其他裝置和元件，幾部分組成。在上述組成部分中，定位件、夾緊件和夾具體是必需的，其他不是所有夾具都需要的。 3.2工件自由度分析 如上圖3-1所示，在115工序中，要求限制Y、Z方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，X方向的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)零件的定位基準(zhǔn)和工藝要求，X方向定位是叉形件外圓柱表面采用定位板，由于定位板結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，可用兩三個(gè)螺釘固定在本體上，為了提高定位板的穩(wěn)定性，可加圓柱銷定位，是它不致于因受力而滑動(dòng)。Z方向定位是采用彈簧自動(dòng)定心裝置，是利用壓板受力后產(chǎn)生彈性形變來將工件定心并加緊，但要對(duì)壓板的軸向移動(dòng)量加以限制，以防彈簧受壓過大而發(fā)生卡死或壓傷工件的現(xiàn)象。Y方向采用螺釘夾緊機(jī)構(gòu)，用扳手旋緊螺桿把工件夾緊，但是夾緊力集中，易壓傷工件和引起工件變形。 所以主要定位元件限制五個(gè)自由度：Y和Z方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱面支撐限制了X軸的旋轉(zhuǎn)，保證鏜孔的深度，實(shí)際定位鍵限制了五個(gè)自由度。、3.3定位基準(zhǔn)的選擇 本夾具主要是用來在叉形件上鏜孔.并且對(duì)孔10.0mm也有一定的技術(shù)要求（垂直度的偏移不能大于0.05mm，圓柱度的偏移不能大于0.1mm），由于孔還沒有加工，所以在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何保證加工質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，故定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇A和端面如圖3-1。3.4車床夾具結(jié)構(gòu)參考了一些車床類專用夾具的設(shè)計(jì)，最終確定下圖所示的車床夾具： 圖3-2：車床夾具設(shè)計(jì)圖3.5夾具精度分析 在夾具結(jié)構(gòu)方案確定及總圖設(shè)計(jì)完成之后，還應(yīng)該對(duì)夾具精度進(jìn)行分析和計(jì)算，以確保設(shè)計(jì)的夾具能滿足工件的加工要求。 1.影響精度的因素（造成誤差的原因） 在加工工序所規(guī)定的精度要求中，與夾具密切相關(guān)的是被加工表面的位置精度位置尺寸和相互位置關(guān)系的要求。影響該位置精度的因素可分為定基安裝，加工三部分，夾具設(shè)計(jì)者應(yīng)充分考慮估算各部分的誤差，使其綜合影響不致超過工序所允許的限度。 定基 是指由于定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)（亦稱工序基準(zhǔn)）不重合而引起的原始尺寸（工序尺寸）的誤差，它的大小已由工藝規(guī)程所確定，夾具設(shè)計(jì)者對(duì)它無法直接控制，如果要減少或消除定基，則可建議修改工藝規(guī)程，另選定基準(zhǔn)，最好采用基準(zhǔn)重合的原則。在25工序里基準(zhǔn)重合，所以定基誤差為零 安裝 是指與工件在夾具上以及夾具在機(jī)床上安裝的有關(guān)誤差，它包括以下因素： （1）工件在夾具上定位所產(chǎn)生的定位誤差定位，夾具設(shè)計(jì)者可以通過合理（2）工件因夾緊而產(chǎn)生的誤差，是指在夾緊力作用下，因夾具和工件的變形而引起的原始基準(zhǔn)或加工表面在原始尺寸方向上的位移。在成批生產(chǎn)中，如果這一變形量比較穩(wěn)定，則可通過調(diào)整刀具與工件之間的位置等措施，將它基本消除。 （3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差?yuàn)A安，是指由于夾具在機(jī)床上的位置不正確而引起的原始基準(zhǔn)的原始尺寸方向上的最大位移。造成夾安的主要因素有二：其一是夾具安裝面與定位件之間的位置誤差，這可在夾具總圖上作出規(guī)定；其二是夾具安裝面與機(jī)床配合間隙所引起的誤差或安裝找正時(shí)的誤差。夾安的數(shù)值一般都很小。在安裝夾具中可以采用仔細(xì)校正或精修定位面等辦法來減小夾安。 加工 是指在加工中由于工藝系統(tǒng)變形、磨損以及調(diào)整不準(zhǔn)確等而造成的原始尺寸的誤差，它包括下列因素： （1）與機(jī)床有關(guān)的誤差機(jī)床。如車床主軸的跳動(dòng)、主軸軸線對(duì)溜板導(dǎo)軌的平行度或垂直度誤差等。 （2）與刀具有關(guān)的誤差刀具。如刀具的形狀誤差、刀柄與切削部分的不同軸線以及刀具的磨損等。 （3）與調(diào)整有關(guān)的誤差調(diào)整。如定距裝刀的誤差、鉆套軸線對(duì)定位件的位置誤差等（這項(xiàng)可在夾具總圖中予以限定）。 （4）與變形有關(guān)的誤差變形。這取決于工件、刀具和機(jī)床受力變形和熱變形。 以上諸因素都是造成被加工表面位置誤差的原因，它們?cè)谠汲叽绶较蛏系目偤蛻?yīng)小于該尺寸的公差，即應(yīng)滿足不等式 定基+定位+夾安+加工+夾緊 此式稱為計(jì)算不等式，各符號(hào)分別代表各誤差在原始尺寸方向上的最大值。當(dāng)原始尺寸不只一個(gè)時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算。當(dāng)然，這些誤差也不會(huì)都按最大值出現(xiàn)，在校核計(jì)算中，應(yīng)該按上述因素分析后，對(duì)總誤差的合成宜按概率法計(jì)算，使其小于工件的允差。 2 精度的分析 a.定位元件尺寸及公差的確定。 本夾具的主要定位元件為壓塊，一次加工一個(gè)零件。工件因定位而出現(xiàn)的誤差，根據(jù)其產(chǎn)生的原因，可分為性質(zhì)不同的兩部分：一是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差或稱定基誤差；二是定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對(duì)工序基準(zhǔn)的位置誤差。當(dāng)工序基準(zhǔn)與定位基重合時(shí)，這時(shí)定基=0，定位是工件沿著壓塊中心線的定位誤差，它垂直于對(duì)稱軸線方向上的位移并無影響（即在此方向上的定位0 ）。所以用壓塊定位能很好的保證工件的對(duì)稱性要求。 b.設(shè)計(jì)夾具的總誤差計(jì)算： （1）由于基準(zhǔn)重合，所以定基誤差 定基 0 （2）這里采用定位塊定位，壓塊定位能很好的保證工件的對(duì)稱性要求，它對(duì)垂直對(duì)稱軸線方向上的位移并無影響，因此定位誤差 定位0 （3）因?yàn)榧泳o力所引起的變形方向?qū)υ撛汲叽鐭o影響，則夾緊所致的誤差 夾緊為零 （4）加工過程中工藝系統(tǒng)變形、磨損以及調(diào)整不準(zhǔn)確等造成的原始尺寸的誤差此處很小所以加工0.015 （5）由于定位件與安裝面的平行度誤差為0.02，所以=0.02 故而滿足 定基+定位+夾安+加工+夾緊 即0.050+0.02+0+0+0.015所以該夾具可以確保工件所要求的技術(shù)要求。 3.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不采用手動(dòng)夾緊。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。但由于本夾具是應(yīng)用于組合機(jī)床上，如果采用機(jī)動(dòng)夾緊，夾具勢必過于復(fù)雜和龐大，本夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用, 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，采用5號(hào)莫氏錐體機(jī)構(gòu),如上圖3-2，操作非常簡單,先擰松夾緊螺母（9）,稍微旋轉(zhuǎn)彎頭壓塊（7），將工件放置在夾具支撐板（2）上，由定位塊（19）定位,再將壓塊（7）旋轉(zhuǎn)復(fù)位，擰緊螺母（9）達(dá)到夾緊要求即進(jìn)行車削加工.本工序采用的是專用的組合機(jī)床，因而不需要很大的夾緊力，而且可以采用長柄扳手，只需擰松夾緊螺母即可，因而工人的勞動(dòng)強(qiáng)度不大。 第四章 全文總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，到此為止基本完成了叉形件工藝及車床夾具設(shè)計(jì)。在工藝規(guī)程的編制中，首先通過分析零件圖，討論了各表面的加工余量、工序余量和工序平均尺寸等問題，繪制出毛坯圖。然后以第115號(hào)工序?yàn)槔龑?duì)切削余量及基本工時(shí)進(jìn)行了計(jì)算。接著繪制出工藝卡片，在填寫、繪制工藝卡片的同時(shí)對(duì)每道工序的定位與夾緊方式順便做了分析和選擇。在夾具設(shè)計(jì)方面，采用機(jī)床夾具手冊(cè)的相關(guān)知識(shí)和計(jì)算研究方法，首先對(duì)夾具結(jié)構(gòu)類型、定位方案、加緊方案做出選擇，再對(duì)定位元件、夾緊裝置等各個(gè)部分進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，然后對(duì)夾具精度等做出分析，最終繪制出夾具裝配圖和圓盤等非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。 參 考 文 獻(xiàn) 1 閻光明，侯忠濱，張?jiān)迄i.現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ).西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社,2007. 2 宋寶玉.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2008年8月. 3 王先逵.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，第二版,20034 盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).西安:第三版，2007.5 余承暉,姜晶.北京:機(jī)械制造工藝與夾具.6 宋力宏,鄧文英.西安：金屬工藝學(xué)，2009. 7 趙家齊.北京:機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書,1994. 8 吳偉,武友德.機(jī)械零件加工工藝編制,2009. 9 王權(quán)民.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，第1版. 致 謝 時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間在明德學(xué)院的四年大學(xué)生活已經(jīng)走到了最后的時(shí)刻，在這四年里，有老