答辯輔助零件加工加強套的工裝設(shè)計與制造

1、論文題目：論文題目：輔助零件加工加強套的工裝設(shè)計與制造輔助零件加工加強套的工裝設(shè)計與制造 專 業(yè)： 機械工程及自動化 學(xué)號： 答辯 一、緒論 二、加強套加工工藝設(shè)計及分析 三、夾具的設(shè)計 四、結(jié)論 目錄目錄 一、緒論 1.簡介 2.數(shù)控加工工藝的特點 3.數(shù)控機床與普通機床相比具有的優(yōu)越性 4.本文的框架結(jié)構(gòu) 1.簡介 人們常說的車床主要包括普通車床、立式車床、自動車床、轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn) 車床、多刀半自動車床、數(shù)控車床等。 l 普通車床主軸轉(zhuǎn)速和進給量調(diào)整范圍大，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。 l 立式車床適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件。 l 自動車床能自動上下料，重復(fù)加工一

2、批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。 l 轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架，適用于成批生產(chǎn)。 l 多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。 l 數(shù)控機床是國內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機床。 撥叉類零件以其良好的操縱性和良好的穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于各種機床中，主要 對各種機床起到支撐，輔助加工的作用。該零件的結(jié)構(gòu)雖然不太復(fù)雜，但其過程 涉及了機械加工工藝的很多方面，是機械加工的基礎(chǔ)的體現(xiàn)。 2.數(shù)控加工工藝的特點 （1）數(shù)控機床加工精度高。一般只需一次加工即能達到加工部 位的精度，而不需分粗加工、精加工。 開孔泡沫材料：孔穴由多面體構(gòu)成，組 成泡沫體的固體僅僅只是孔穴的棱

3、邊。 （2）在數(shù)控機床上工件一次裝夾，可以進行多個部位的加工， 有時甚至可完成工件的全部加工內(nèi)容。 （3）由于刀具庫或刀架上裝有幾把甚至更多的備用刀具，因此， 在數(shù)控機床上加工工件時刀具的配置、安裝與使用不需要中斷加工過 程，使加工過程連續(xù)。 (4)根據(jù)數(shù)控機床加工時工件裝夾特點與刀具配置、使用的特點區(qū) 別于普通機床加工時的情況，工件的各部位的數(shù)控加工順序可能與普 通、機床上加工工件的順序也有很大的區(qū)別。 此外根據(jù)數(shù)控機床高速、高效、高精度、高自動化等特 點，數(shù)控加工還具有以下工藝特點： 1)切削量用比普通機床大。 2)工序相對集中。 3)較多地使用自動換刀(ATC)。 4)首件需試切削。 5

4、)工藝內(nèi)容更具體更詳細，工藝要求更嚴(yán)密更精確。 、 3.數(shù)控機床與普通機床相比具有的優(yōu)越性 普通機床 數(shù)控機床 “內(nèi)容十分具體、工藝設(shè)計工作相當(dāng)嚴(yán)密” 數(shù)控加工的工藝“復(fù)合性” 、 4.本文的框架結(jié)構(gòu) 第一章是緒論，對全文內(nèi)容進行一次提綱性的概括，起到總領(lǐng)的作用； 第二章對零件進行工藝分析； 第三章是工藝路線的制定； 第四章是鉆15H7孔的專用夾具設(shè)計。 、 二、加強套加工工藝設(shè)計及分析 生產(chǎn)綱領(lǐng)：零件5000件/每年 N=Qn(1+a%)(1+b%) N-零件的年產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年) Q-產(chǎn)品的年產(chǎn)量(臺/年) n-每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量(件/臺) a%-備品率 b%-廢品率 年產(chǎn)量:Q生產(chǎn)綱領(lǐng)

5、*每臺件數(shù)（1+ 備品率）（1+廢品率） 備品率，廢品率均取為1%，帶入后 計算有， Q5100件 月產(chǎn)量Q/12=425件 Days=24天 日產(chǎn)量（一天3班）月產(chǎn)量 /Days=17.70件 1.年產(chǎn)量和批量的確定 、 已知此加強套的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件 /年，零件的質(zhì)量是2.26Kg/個，查 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊第 2頁表1.1-2，可確定該換檔叉生產(chǎn) 類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工 藝安排為：加工過程劃分階段；工 序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備 為主，大量采用專用工裝。 2.生產(chǎn)量類型的確定 表2.1生產(chǎn)類型對照表 小型（100公斤以內(nèi)）零件的生產(chǎn)性質(zhì)：中批500-5000 最后確

6、定加強套的生產(chǎn)性質(zhì)最后確定為中批生產(chǎn)。 、 支承套零件圖如圖2.1所示，為便 于加工中心定位、裝夾100f9外圓， 和 尺寸均在前面工序中用普通機 床完成，零件材料為45號鋼。 主要加工的孔有以下六個： 1)2-15H7孔 2)35H7孔 3)6012沉孔 4)2-11孔 5)2-1711沉孔 6)2-M6-6H螺孔 3.零件的作用 、 （1）選擇毛坯應(yīng)該考慮生產(chǎn)規(guī)模的大小，它在很大程度上決定采用某 種毛坯制造方法的經(jīng)濟性。 （2）選擇毛坯應(yīng)該考慮工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小。 （3）選擇毛坯應(yīng)考慮零件的機械性能的要求。 （4）選擇毛坯，應(yīng)從本廠的現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平出發(fā)考慮可能性和經(jīng) 濟性。還應(yīng)考慮

7、利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性 4.毛坯的選擇及毛坯圖的繪制 、 合理選擇定位基準(zhǔn)是制定工藝過程中要解決的首要問題?；鶞?zhǔn)的 選擇實際上就是基面的選擇問題。在第一道工序中，只能使用毛坯的 表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基面就稱為粗基面。在以后各工序的加 工中，可以采用已經(jīng)切削加工過的表面作為定位基面，這種定位基準(zhǔn) 面就稱為精基準(zhǔn)面。主要包括： 5.定位基準(zhǔn)的分析 、 1.基準(zhǔn)就是零件上用以確定其它點、線、面，的位置所依據(jù)的點、線、面。 2.基準(zhǔn)包括設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)包括定位基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)，測量基 準(zhǔn)，裝配基準(zhǔn)。 3.設(shè)計基準(zhǔn)：設(shè)計圖樣上所采用的基準(zhǔn)。 4.工藝基準(zhǔn)：工藝過程中采用的基準(zhǔn)

8、。包括定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和 裝配基準(zhǔn)四種基準(zhǔn)。 5.精基準(zhǔn)：利用已加工過的表面作定位基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)：在加工初始時用毛坯未 加工的表面作定位基準(zhǔn)確即毛基準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞 、 1 粗基準(zhǔn)原則粗基準(zhǔn)原則 A盡可能用精度要求高的主要表面作粗基準(zhǔn)； B用不加工面作粗基準(zhǔn)，且該面與要加工面有一定的位置精度要求； C余量均勻原則； D作粗基準(zhǔn)的表面要盡量光整、光潔、有一定的面積便于裝夾； E不能重復(fù)使用原則。 2 精基準(zhǔn)選擇原則精基準(zhǔn)選擇原則 A基準(zhǔn)重合原則盡可能使設(shè)計基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)重合； B互為基準(zhǔn)原則兩個位置精度要求較高的表面互為基準(zhǔn)； C基準(zhǔn)不變原則統(tǒng)一基準(zhǔn)。 D便于裝夾原則。 基準(zhǔn)選擇原則 、

9、對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個 不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加 工表面作粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。 精基準(zhǔn)的選擇首先考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便， 依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 加工本零件基準(zhǔn)的選擇 、 由于生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故采用萬能機床配以專用工夾具，并盡量使工序集 中，來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)降低成本,所以全部采用手動夾緊機構(gòu)。 6.工藝路線的擬訂 主要原則有先基準(zhǔn)后其它；先粗后精；先面后孔；先主后次4條原則。 這種方案采用加工中心進行加工，加工中心僅需1道工序、1套夾具

10、、1臺機床。體 現(xiàn)了數(shù)控加工的工藝“復(fù)合性”。因此，數(shù)控加工工藝具有復(fù)合性特點，也可以說數(shù)控加 工工藝的工序把傳統(tǒng)工藝中的工序“集成”了，這使得零件加工所需的專用夾具數(shù)量大為 減少，零件裝夾次數(shù)及周轉(zhuǎn)時間也大大減少，從而使零件的加工精度和生產(chǎn)效率有了 很大的提高。 、 檢驗 為了保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需要在以下場合安排檢驗： 粗加工全部結(jié)束后，工時較長和較重要工序后，最終加工之后。 去毛刺 零件表層或內(nèi)腔的毛刺對機器裝配質(zhì)量影響甚大，切削加工后，安排去毛刺。 清洗 零件在進入裝配前，安排清洗，在擬定工藝路線時，必須同時確定各工序所采用的 機床、刀具、輔助設(shè)備及工藝裝備，切削用量的選擇

11、和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設(shè)計。機床和 工裝的選擇應(yīng)盡量做到合理，經(jīng)濟，使之與被加工零件的生產(chǎn)類型，加工精度和零件 的形狀尺寸相適應(yīng)。 、 7.機床的選擇 1、機床的加工規(guī)格范圍應(yīng)與零件的外部形狀，尺寸相適應(yīng)。 2、機床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng) 3、機床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)盡量 選用生產(chǎn)率高的專用機床，組合機床或自動機床。 4、機床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有條件相適應(yīng)。做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用， 并盡量做到設(shè)備負荷平衡。 、 刀具的選擇也包括刀具的類型，構(gòu)造和材料的選擇，主要應(yīng)根 據(jù)加工方法、工序應(yīng)達到的加工精度、粗糙度、工件的材料形狀、 生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等因素加以考慮，原則

12、上盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要 時采用各種高生產(chǎn)率的專用刀具。 刀具的選擇 、 正確設(shè)計和使用夾具，對保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率、擴大 機床使用范圍既減輕勞動強度都有重要意義。同時，使用夾具還有 助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問 題等。具體情況見后面的夾具設(shè)計部分。 夾具的選擇 、 量具的選擇應(yīng)做到量具的精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)；量 具的量程應(yīng)與被測零件的尺寸大小相適應(yīng)；量具的類型應(yīng)與被測表 面的性質(zhì)、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)方式相適應(yīng)。 量具的選擇 按量具的極限尺寸選擇量儀時應(yīng)保證：T*K T被測尺寸的公差值(mm) K測量精度系數(shù) 測量工具和測量方法的極限誤差 、 加工面的尺

13、寸作為確定刀具的形狀大小，和計算機動時間的前 提十分重要。加工面的長度和切入超出用來計算機動時間，加工面 的直徑和寬度，用來選擇刀具。這里，我們把沿刀具進給的方向規(guī) 定為長度，而把垂直于刀具進給的方向規(guī)定為寬度。對于加工件為 圓面時，寬度和長度相等。 加工面尺寸的確定 、 （1）毛坯余量的確定 （2）加工余量的確定，通常有三種方法： 經(jīng)驗估計法：這是工藝人員根據(jù)經(jīng)驗進行估算。所有加工余量一 般偏大。 查表修正法：以生產(chǎn)實踐和實驗研究的資料制成的表格為依據(jù)， 應(yīng)用時再結(jié)合加工實際情況進行修正。 分析計算法：根據(jù)一定的試驗資料和計算公式進行計算，這樣確 定的余量比較經(jīng)濟合理，因受切削條件的改變和實

14、驗數(shù)據(jù)不全所限， 應(yīng)用較少。 毛坯余量及加工余量的確定 a.銑削加工 b.鉆削加工 c.車削加工 、 基本原則是：首先選擇一個盡可能大的切深，其次選擇一個較大的 進給量，最后，在刀具耐用度和機床功率允許條件下選擇一個合理 的切削速度。 1、切深的選擇 切深的選擇應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。粗加工 時，除留下半精加工、精加工的余量之后的余量來確定的量，往往 采用逐漸減小的方法逐步提高加工精度和表層質(zhì)量。 2、進給量的確定 在粗加工時，進給量的選擇主要考慮工藝系統(tǒng)剛度和強度。工藝系 統(tǒng)剛度和強度好時，進給量可大一些：反之，進給量就要小一點。 3、切削速度的選擇 切削速度主要根據(jù)工件材

15、料和刀具性質(zhì)來確定。在切深和進給量都 確定的情況下，所選切速應(yīng)有合理的刀具耐用度。 切削用量的確定 、 工序1鉆35H7孔至31單邊余量15.5mm，表面粗糙度12.5um，精度IT12 工序2鉆2-11孔單邊余量5.5mm，表面粗糙度12.5um，精度IT12 工序3锪2-17單邊余量3mm，表面粗糙度12.5um，精度IT11 工序4粗鏜35H7至34單邊余量1.5mm，表面粗糙度6.3，精度IT11 工序5粗銑60X12至59X11.5單邊余量7mm，表面粗糙度6.3，精度IT11 工序6精銑60X12單邊余量0.5mm，表面粗糙度1.6，精度IT8 工序7半精鏜35H7孔至34.85單

16、邊余量0.425mm，表面粗糙度3.2，精度IT9 工序8鉆2-M6-6H底孔至5單邊余量2.5mm，表面粗糙度3.2，精度IT9 工序9鉸35H7孔單邊余量0.075mm，表面粗糙度1.6，精度IT8 工序10鉆2-15H7至14單邊余量7mm，表面粗糙度3.2，精度IT9 工序11擴2-15H7至14.85單邊余量0.425mm，表面粗糙度3.2，精度IT9 工序12鉸2-15H7孔單邊余量0.075,表面粗糙度3.2，精度IT8 加工余量的確定 、 數(shù)控程序的設(shè)計 三、夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè) 計專用夾具。設(shè)計鉆2-15H7孔的夾具，加工機床為Z

17、518立式鉆 床，刀具為高速鋼麻花鉆。 （一）工序夾具的確定 1.夾具的整體設(shè)計 A、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期； B、能裝夾一組相似性特征的工件； C、適用于精密加工的高精度的機床； D、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新技術(shù)； E、采用液壓泵站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞 動生產(chǎn)率。 （一）工序夾具的確定 2.現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向：精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化 3.機床夾具的主要功能：定位、夾緊、對刀、導(dǎo)向 4.機床夾具的分類： 按夾具的通用特征分類：有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和 自動化生產(chǎn)用夾具等五大類。 按夾具使用的機床分類：車床、銑床、刨床、鉆床

18、、鏜床、磨床、齒輪加 工機床、拉床等夾具。 （二）定位元件選擇原則 定位元件的選擇有4條原則： 定位元件要有較高的精度；定位元件要有較高的耐磨性；定位元 件要有足夠的剛度和硬度；定位元件要有良好的工藝性。 對于本工序而言，定位銷可設(shè)計為固定銷，這樣定位方便穩(wěn)定， 裝置不復(fù)雜，直接將定位銷打入孔中即可，當(dāng)定位銷時間長了有磨損 時，可以直接換掉即可。 （三）夾緊元件的選擇 1）夾緊元件結(jié)構(gòu)要簡單，制造要容易，體積小，重量輕，并且要有足夠的強度； 2）夾緊動作迅速，操作方便，使用安全，有足夠的夾緊行程和裝卸工作的空間； 3）夾緊力要適當(dāng)。 對于本道工序而言，夾緊力要求不大，而定位面的面積比較大，為了

19、保證夾緊可靠， 夾緊機構(gòu)采用了螺紋夾緊機構(gòu),此套機構(gòu)是利用螺紋直接夾緊工件,結(jié)構(gòu)緊湊,所占空間 位置較小,便于裝卸工件。 （四）定位方案和夾緊方案的選擇 1.選擇定位方案，確定要限制的自由度 2.定位方案的確定 3.定位元件的選擇 4.夾緊方案主要包括一下幾個部分： 定位支承元件 夾緊裝置 連接定向元件 對刀元件或?qū)蛟?夾具體 （五）夾緊力的計算和定位誤差的分析 1、定位基準(zhǔn)選擇 由零件圖可知,叉口前后兩側(cè)面,相對于15H7孔有0.15的垂直度要求，為使定位誤 差為零，應(yīng)該選擇孔中心為定位基準(zhǔn)保證該垂直度。 2、切削力及夾緊力計算 （六）夾具的裝配 按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件或部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的 工藝過程，稱為裝配。包括：部件裝配、總裝。機器是由零件、套件、組件、部件 等構(gòu)成的。為保證有效地進行裝