齒輪架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計

PAGEPAGE1畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：齒輪架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計目錄一設(shè)計目的及要求……………1二設(shè)計任務(wù)……………………1三對零件工作圖的分析………2四選擇毛坯……………………3五確定表面加工方案…………4六選擇定位基準(zhǔn)………………6七擬訂加工工藝路線…………6八確定加工余量………………8九選擇工藝裝備………………9十夾具設(shè)計要求……………11十一夾緊力的計算…………11十二夾具零件的選擇…………12十三選擇切削用量及切削力…………………14十四確定工時定額………………15十五小結(jié)…………15十六參考書………17一設(shè)計目的及要求1、目的：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是以機(jī)械制造工藝技術(shù)設(shè)備為主要內(nèi)容的技術(shù)科學(xué)，是機(jī)械類專業(yè)的一門主要課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。因此在完成了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)后，還需要對學(xué)生進(jìn)行機(jī)械零件加工工藝設(shè)計的實(shí)際訓(xùn)練，使學(xué)生通過工藝設(shè)計獲得綜合運(yùn)用所學(xué)過的全部相關(guān)課程（如機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，互換性及技術(shù)測量，金屬學(xué)與熱處理學(xué)）進(jìn)行零件工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力，培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。2、要求：eq\o\ac(○,1)掌握編制機(jī)械加工工藝規(guī)程的方法，能正確解決中等復(fù)雜程度零件在加工中的工藝問題。eq\o\ac(○,2)根據(jù)已學(xué)的知識，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，根據(jù)被加工零件要求，設(shè)計出能保證加工技術(shù)要求，經(jīng)濟(jì)、高效的工藝裝備。eq\o\ac(○,3)認(rèn)真復(fù)習(xí)設(shè)計有關(guān)的知識，并查閱有關(guān)的資料，手冊讓學(xué)生會使用與機(jī)械加工工藝和工裝設(shè)計有關(guān)的手冊及圖紙資料。二設(shè)計任務(wù)：設(shè)計題目：設(shè)計齒輪架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計。生產(chǎn)綱領(lǐng)：一般為500-5000件(中批)具體設(shè)計工作內(nèi)容：1、抄繪，分析零件的工作圖，圖幅為A3。繪圖時應(yīng)充分利用計算機(jī)的功能，準(zhǔn)確、迅速地繪制圖形；2、編制機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫機(jī)械加工工藝及指定工序的工序卡，畫工序流程圖，圖幅為A1；3、設(shè)計、繪制夾具零件圖，圖幅為A3；4、設(shè)計、繪制指定工序的夾具裝配圖，圖幅為A2；5、撰寫設(shè)計說明書一份。三對零件工作圖的分析：1、抄繪零件圖通過抄繪工作圖，了解零件的尺寸、結(jié)構(gòu)和精度、粗糙度、熱處理、設(shè)計基準(zhǔn)等技術(shù)要求，結(jié)合分析零件所在部件的裝配圖，深入了解零件的功用和工作條件，找出主要加工表面和關(guān)鍵技術(shù)要求；2、齒輪架材料為QT60-2，生產(chǎn)類型為中批，毛坯用鑄造加工，初步即可形成外圓角。齒輪架零件中對圓柱面的粗糙度，精度最高。對該圓柱面加工應(yīng)為粗車——半精車——精車。同時加工該圓柱左部-加工要求為的平面。需要銑的平面有一圓面和一平面。精度要求均為，都要求精銑，另有一鍵槽，加工要求為，只需粗銑（圖如工序簡圖）。鉆孔較多，工孔要與氣缸體配較要求，鉆孔均采用立式鉆床。另有一車床平面跳動要求和一垂直度要求。如下圖：四選擇毛坯：機(jī)械加工常用的毛坯有鑄件，鍛件，型材件，焊接件等。選用時應(yīng)考慮以下因素：零件的材料及其力學(xué)性能.零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸.生產(chǎn)類型.車間的生產(chǎn)能力.充分注意應(yīng)用新工藝，新技術(shù)，新材料.零件材料已給定為QT60-2，工藝設(shè)計按照零件的已知條件如材料，批量，尺寸，形狀，精度及粗糙度要求等確定。QT60-2表示球墨鑄鐵抗拉強(qiáng)度60公斤力/㎜2，延伸率為△=2%，其硬度為HRC197-269，具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但塑性、韌性較差。熱加工采用淬火，以減小內(nèi)應(yīng)力，毛坯只鑄造出大致外形，反映凸臺、圓臺及一些外倒角，精度低，毛坯要留出加工余量（毛坯圖如零件毛坯圖）。五確定表面加工方案：按照零件各表面的技術(shù)要求，查詢資料，選擇各表面的加工方案，確定各表面的粗、半精及精加工等方法，以及有關(guān)的熱處理方式。1、加工圓柱面：圓柱面精度要求為，精度要求非常高，所以所需工序?yàn)榇周嚒刖嚒嚾拦ば?，以達(dá)到所需精度要求?？紤]夾具在車削圓柱面時，順帶加工圓柱左面加工精度要求也較高的平面（此時采用臥式車床）；2、銑平面：由于精度要求為，則也要求粗銑→半精銑→精銑；如下圖：3、銑圓面：根據(jù)精度對照表為精度要求的3.2~1.6，則該圓面也需經(jīng)過精銑，考慮到零件結(jié)構(gòu)，采用立式銑床；如下圖：4、鉆孔3個，鉆后刮平，采用立式鉆床;5、鉆工螺孔M10鉆22攻18鉆孔15攻12鉆孔5以上三種都用立式鉆床;6、銑鍵槽。六選擇定位基準(zhǔn)：在最初的零件加工工序中，只能選用毛坯的表面進(jìn)行定位，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。在以后各工序的加工中，可以采用已經(jīng)加工的表面進(jìn)行定位，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。由于粗，精基準(zhǔn)用途不同，在選擇時所考慮的側(cè)重點(diǎn)也不同。確定基準(zhǔn)時除了考慮滿足有關(guān)的基準(zhǔn)選擇原則外，還要考慮怎實(shí)現(xiàn)所選擇的基準(zhǔn)，要確定各工序的定位及夾緊方式，夾壓位置和夾緊力作用方向；要考慮定位精度要求，當(dāng)工序定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，要進(jìn)行工序尺寸換算，分析定位誤差。1、確定粗基準(zhǔn)：在粗銑上平面時，圓端面作為加工時的粗基準(zhǔn)。2、確定精基準(zhǔn)：在加工圓柱面時，由于表面精度要求高，須進(jìn)行精車，此時選擇左平面為精基準(zhǔn)，進(jìn)行平面定位，限制三個自由度，下圓柱面用V形塊定位，限制2個自由度。七擬定加工工藝路線：工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括：選擇定位基準(zhǔn)，確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理，檢驗(yàn)及其他輔助工序（去毛刺，倒角等）。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響到工人的勞動強(qiáng)度，設(shè)備的投資，車間面積，生產(chǎn)成本等。因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個最經(jīng)濟(jì)合理的方案。一般要擬定2-3種備選工藝路線進(jìn)行比較，至少要對重要工序提出幾種方案進(jìn)行分析比較，選定比較合理的路線。具體做法和要求：eq\o\ac(○,1)定位基準(zhǔn)的使用，變換順序大致確定了各表面的加工順序，注意基面先行等原則；eq\o\ac(○,2)劃分加工階段，不能一次完成一個表面的全部加工；eq\o\ac(○,3)適當(dāng)選擇熱處理工序和檢驗(yàn)工序；eq\o\ac(○,4)劃分加工工序、工步；eq\o\ac(○,5)選擇工序集中或工序分散，說明選擇時遵循的原則；eq\o\ac(○,6)各工序的節(jié)拍要基本平衡。齒輪架加工工序如下：eq\o\ac(○,1)粗銑平面eq\o\ac(○,2)粗車圓柱面eq\o\ac(○,3)半精銑，精銑平面eq\o\ac(○,4)半精車，精車圓柱面eq\o\ac(○,5)銑圓臺面eq\o\ac(○,6)鉆3孔eq\o\ac(○,7)鉆孔M10鉆22攻18eq\o\ac(○,8)鉆孔M10鉆15攻12eq\o\ac(○,9)銑鍵槽eq\o\ac(○,10)鉆孔。八確定加工余量：在切削加工時，為了保證零件的加工質(zhì)量，從某加工表面上所必須切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量分為總余量和工序余量兩種。在由毛坯加工成成品的過程中，毛坯尺寸與成品零件圖的設(shè)計尺寸之差，稱為總余量（毛坯余量），既某加工表面上切除的金屬層厚度。完成一道工序時，從某一表面上所必須切除的金屬層厚度，稱謂該工序的工序余量，既上工序的工序的工序尺寸與本工序的工序尺寸之差。確定工序尺寸、工序余量、公差及毛坯尺寸1、查閱資料，確定各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度，基本余量；2、對與其它尺寸無關(guān)聯(lián)的獨(dú)立工序尺寸，可以從零件圖的設(shè)計尺寸起，依次加上（對外尺寸）或減去（對內(nèi)尺寸）各工序余量得到工序尺寸，公差值按經(jīng)濟(jì)精度確定，公差帶帶位置按“入體原則”確定；3、對相互關(guān)聯(lián)，存在基準(zhǔn)換算的工序尺寸要解算工藝尺寸鏈，保證各工序的加工余量既滿足，又最??；4、最后確定各表面的總加工余量及毛坯尺寸，經(jīng)查表計算得加工余量如圖：eq\o\ac(○,1)銑平面：eq\o\ac(○,2)銑圓面：九選擇工藝裝備：確定工序所用設(shè)備及工藝裝備1、根據(jù)零件加工精度、表面質(zhì)量、零件的外形輪廓及夾具尺寸、零件的生產(chǎn)類型等因素選擇機(jī)床；2、優(yōu)先選用通用夾具，必要時要選用專用夾具；3、根據(jù)被測參數(shù)、生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件精度等選擇量具及測量方法，量具要以規(guī)格和精度兩方面滿足測量要求，一般采用單項(xiàng)測量，當(dāng)批量大時可以采用相對測量；齒輪架零件加工中，銑削加工都是采用立式鉆床；在車削圓柱面時，考慮定位及夾緊利于車削，采用臥式車床。例如：鉆M8孔選擇立式鉆床由于齒輪架是中批生產(chǎn)，故應(yīng)選用外徑直接壓入鉆模的固定鉆套，而鉆模也應(yīng)選用固定鉆模，其直徑很小，鉆削力扭矩不大，可用人力擋住鉆模，介于以上原因，鉆模板也應(yīng)選擇固定鉆模板，其選擇原則是：當(dāng)鉆套直接裝在整體鉆模上致使夾具體內(nèi)部加工不方便時，應(yīng)采用單獨(dú)制造的安裝在夾具體上的固定鉆模板，為防止在使用過程中移動，除用螺釘聯(lián)接外，還要用定位銷以保持鉆套對定位元件的準(zhǔn)確位置。4、夾具的選擇夾具體使用鑄造的方法制成盒式結(jié)構(gòu)，其夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)用單螺旋夾緊。十.夾具設(shè)計的要求：夾具設(shè)計時，應(yīng)滿足以下的主要幾點(diǎn)：夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。夾具應(yīng)達(dá)到加工生產(chǎn)率的要求。夾具的操作要方便，安全。能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。要適當(dāng)提高夾具元件的通用化合乎標(biāo)準(zhǔn)化程度。具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造，使用和維修。十一.夾緊力的計算：如上圖：Fz×19－F×19≠G×3＝0＝>F=3G/19+Fz其中Fz為鉆削力，F(xiàn)為夾緊力，G為工件的重量十二夾具零件的選擇：經(jīng)查資料得以下零件的技術(shù)要求：1、固定鉆套GB2262-80材料：T10A熱處理：20滲碳深度0.8~1.2㎜HRC58-642、鉆套用襯套GB2263-80材料：T10A熱處理：20滲碳深度0.8-1.2㎜HRC58-643、活節(jié)螺栓GB798-76材料：35螺栓M10×704、圓頭螺釘GB65-76材料：A3螺釘M8×50螺釘M8×30表面處理：氧化5、墊圈GB97-76材料：A3墊圈10熱處理：HRC44-506、彈簧墊圈GB93-76材料：65Mn熱處理：HRC44-50表面處理：氧化7、平壓板GB2183-80材料：45熱處理：HRC35-40壓板20×2008、六角頭支承GB2227-80材料：45熱處理：全部HRC40-50M10×259、六角頭螺栓GB21-76M10×2510、V形塊GB2208-80材料：20熱處理：滲碳深0.8-1.2㎜HRC58-64N=42㎜V形塊11、定位銷材料：T8熱處理：淬火、回火HRC58-6412、六角頭螺母GB51-76材料：A3螺母M10表面氧化熱處理：HRC30-3513、夾具體：外框196×130×140內(nèi)框166×100×110十三選擇切削用量及切削力：1、切削用量的選擇：

選擇切削用量是要選擇切削用量三要素的最佳組合，在保持刀具合理耐用度的前提下，使ap、f、v三者的乘積值最大，以獲得最高的生產(chǎn)率，故首先要選取盡可能大的背吃刀量，其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的要求，選取盡可能大的進(jìn)給量，最后利用切削用量手冊選取或者用公式計算確定切削速度。2、切削力的合力及分力eq\o\ac(○,1)切削力的合力及分力Fz——主切削力或切向力Fy——切深抗力，或稱軸向力、吃刀力Fx——進(jìn)給抗力，或稱軸向力、走刀力Fr=eq\o\ac(○,2)切削功率Pm=（FzV+Fxnwf/1000）×10-3KW≈FzV×10-3KW切削力的經(jīng)驗(yàn)公式：Fz=CFz·apxFz·fyFz·VnFz·KFzFy=CFy·apxFy·fyFy·VnFy·KFyFx=CFx·apxFx·fyFx·VnFx·KFxCFx、CFy、CFz為決定于被加工材料和切削條件的系數(shù)KFx、KFy、KFz為修正系數(shù)xFz、yFz、nFz等為ap、f、V的指數(shù)。十四確定工時定額：時間定額是在一定的技術(shù)、組織、條件下制定出來的完成單件產(chǎn)品或某項(xiàng)工作所需的時間；時間定額是計算產(chǎn)品成本和企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的依據(jù)之一，也是新建或擴(kuò)建時決定設(shè)備和人員數(shù)量的重要依據(jù)。時間定額必須正確確定，應(yīng)該具有平均先進(jìn)水平，過高或過低的定額都不利于促進(jìn)生產(chǎn)。單件時間定額的計算公式：Td=Tj+Tf+Tfw1+Tfw2+Tx基本時間Tj和輔助時間Tf之和為工序時間TgTg=Tj+Tf輔助時間可由定額表中查出。工作地點(diǎn)技術(shù)服務(wù)時間Tfw1與工序時間百分比為1-7%；工作地點(diǎn)組織服務(wù)時間Tfw2與工序時間百分比為1-1.7%；休息及身體需要時間與工序時間的百分比約為2%。綜上所述，單件時間定額的公式可寫成如下形式：Td=Tj+Tf+(Tj+Tf)a/100+(Tj+Tf)B/100+(Tj+Tf)r2/100=(Tj+Tf)(1+(a+b+r2)/100)成批生產(chǎn)時加工一批零件的總時間為：TP=TdP+Tz單件總時間定額Th則為：Th=TP/P=Td+Tz/P十五.小結(jié)：