【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件的加工精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位 。其 的作用 有 ： （ 1） 縮短輔助 時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； （ 2） 易于保證加工精度，并使加工精度穩(wěn)定 ； （ 3） 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能 ； (4) 降低對(duì)工人的技術(shù)要求和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 7 工件在夾具中的定位 工件的定位：指工件在機(jī)床或夾具中取得一個(gè)正確的加工位置的過(guò)程。定位的目的是使工件在夾具中相對(duì)于機(jī)床、刀具占有確定的正確位置，并且應(yīng)用夾具定位工件，還能使同一批工件在夾具中的加工位置一致性好。 在機(jī)械加工中，通過(guò)用一定規(guī)律分布的六個(gè)支承點(diǎn)來(lái)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在機(jī)床或夾具中的位置完全確定，稱為工件的 “ 六點(diǎn)定位原理 。 即 工件在空間具有六個(gè)自由度，即沿 x、 y、 z 三個(gè)直角坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)自由度和繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 。因此，要完全確定工件的位置，就必須消除這六個(gè)自由度，通常用六個(gè)支承點(diǎn)（即定位元件）來(lái)限制工件的六個(gè)自由度，其中每一個(gè)支承點(diǎn)限制相應(yīng)的一個(gè)自由度。 工件的定位表面有各種形式，如平面、外圓、內(nèi)孔 等，對(duì)于這些表面，總是采用一定結(jié)構(gòu)的定位元件。常見的定位方法有 如下幾種： （ 1） 工件以平面定位：在機(jī)械加工中，利用工件上的一個(gè)或幾個(gè)平面作為定位基面來(lái)定位工件的方式，稱為平面定位。 定位元件 有 固定支承、可調(diào)支承和自位支 承。 （ 2） 工件以圓孔定位 ： 有些工件，如套筒、法蘭盤、撥叉等以孔作為定位基準(zhǔn)，此時(shí)采用的定位元件有定位銷、定位心軸等。 （ 3） 工件以外圓柱面定位 ： 工件以外圓柱面定位在生產(chǎn)中是常見的，如軸套類零件等。常用的定位元件有 V形塊、定位套、半圓定位座。 （ 4） 工件以組合表面定位 ： 實(shí)際加工過(guò)程中，工件往往是以幾個(gè)表面同時(shí)定位的，稱為 “ 組合表面定位 ” 。 ［ 10］ 工件在夾具中的夾緊 （一）夾緊裝置的組成 機(jī)械加工過(guò)程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、重力、慣性力等的作用，在這些 外力作用下，為了使工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全，一般夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置夾緊裝置將工件可靠夾牢。夾緊主要由以下三部分組成： 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 8 （ 1）力源裝置 所產(chǎn)生的力稱為原始力，如氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)等。 （ 2）中間傳力機(jī)構(gòu) 介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機(jī)構(gòu)，在傳遞力的過(guò)程中，它能夠改變作用力的方向和大小，起增力作用；還能使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖，保證力 源提供的原始力消失后，仍能可靠地夾緊工件，這對(duì)手動(dòng)夾緊尤為重要 （ 3）夾緊元件 夾緊裝置的最終執(zhí)行件，與工件直接接觸 完成夾緊作用。 （二）夾緊裝置的基本 要求 夾緊裝置的具體組成并非一成不變，須根據(jù)工件的加工要求、安裝方法和生產(chǎn)規(guī)模等條件來(lái)確定。但無(wú)論其組成如何，都必須滿足以下基本要求： （ 1） 夾緊時(shí)應(yīng)保持工件定位后所占據(jù)的正確位置 。 （ 2） 夾緊力大小要適當(dāng)。夾緊機(jī)構(gòu)既要保證工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生松動(dòng)或振動(dòng)。同時(shí)，又不得產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形和表面損傷。 （ 3） 夾緊機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)和工件的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。 （ 4） 夾緊動(dòng)作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全 。 ［ 17］ （三）常用夾緊機(jī)構(gòu) 夾具中常用的夾緊裝置有楔塊 ,螺旋 ,偏心輪等 ,它們都是根據(jù)斜面夾緊原理而夾緊工件的。 （ 1）楔塊夾緊裝置是最基本的夾緊裝置形式之一 ,其他夾緊裝置均是它的變形。它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。楔塊夾緊裝置具有自鎖性 ，斜楔能改變夾緊作用力方向，但是其夾緊行程小，效率低，適用范圍于機(jī)動(dòng)夾緊裝置中 （ 2）螺旋夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,制造容易 ,夾緊可靠但是夾緊動(dòng)作慢 ,效率低，適用于手動(dòng)夾緊裝置。 （ 3）偏心夾緊裝置也是由楔塊夾緊裝的一種變形 . 偏心夾緊與螺旋夾緊相比 ,夾緊行程小 ,夾緊力小 ,自鎖 能力差 ,但夾緊迅速 ,結(jié)構(gòu)緊湊 ,所以常用與切削力不大 ,振動(dòng)較小的的場(chǎng)合 ,常與其他夾緊元件聯(lián)合使用。 （ 4）定心夾緊結(jié)構(gòu)是一種利用定位夾緊元件等速移動(dòng)或彈性變形來(lái)保證工件準(zhǔn)確定心或?qū)χ械难b置 .使工件的定位和夾緊過(guò)程同時(shí)完成 ,而定位元件與夾緊元件合二為一。 ［ 17］ 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 9 第 三 章 搖桿軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 零件的圖紙與工藝分析 零件的作用 氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部）。 ~100(20 ?? 孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過(guò)兩個(gè) 13?孔用 M12 螺桿與汽缸蓋相連， 3mm 軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動(dòng) 。其零件圖如下圖： 圖 搖桿軸支座 零件的工藝分析 由 圖 ，其材料為 HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為上端面，山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 10 下端面，左右端面， 2 13? 孔和 ）。 ~100(20 ?? 以及 3mm 軸向槽的加工）。 ~100(20 ?? 孔的尺寸精度以及下端面 的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動(dòng)精度及密封， 2— 13? 孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度 。因此，需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下端面作為精基準(zhǔn)，最后加工 ）。 ~100(20 ?? 孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度。由參考文獻(xiàn)（ 1）中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性 也是可行的。 工藝規(guī)程定性設(shè)計(jì) 生產(chǎn)類型與毛坯制造方法的確定 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 1000 件 /年，通過(guò)計(jì)算，該零件質(zhì)量約為 3Kg，由 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 1— 表 1— 3 可知，其生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時(shí)效處理。 由 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 2— 12可知 該種鑄造公差等級(jí)為 CT10~11， MAH級(jí)。 定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn) ，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則。 ）~(20 ?? 孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循 “基準(zhǔn)統(tǒng)一 ”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單，可靠，操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇：選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時(shí)間，所以粗基準(zhǔn)為上端面 。 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 11 工藝路線的擬定 根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面及孔的加 工方法如下： 上 下 端面：粗銑 — 精銑 左 右 端面：粗銑 — 精銑 端面：粗銑 — 精銑 2 13? 孔：鉆孔 3mm 軸向槽 — 精銑 ）~(20 ?? 孔 ：鉆孔 — 粗鏜 — 精鏜 因左右兩端面均對(duì) ）~(20 ?? 孔有較高的位置要求，故它們的 加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔 原則，將上端面下端面的粗銑放在前面，左右端面上 ）~(20 ?? 孔放 后面加工。 初步擬訂以下兩 個(gè) 加工路線方案 加工路線方案 （一） 工序號(hào) 工序內(nèi)容 05 鑄造 10 時(shí)效 15 涂漆 25 車上端面 30 銑下端面 35 鉆兩通孔 40 銑左 右 端面 45 鉆通孔 18? 50 鏜 ）~(20 ?? 孔 55 軸向槽 60 銑 檢驗(yàn) 65 入庫(kù) 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 12 （二）以 V形塊定位的加工路線方案 上述 兩個(gè) 方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問(wèn)題還值得進(jìn)一步討論。 車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式 車床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故 應(yīng)當(dāng)選擇 銑削加工。 因?yàn)樵诹慵D紙中要求左右端面的跳動(dòng)度為 ，所以需要同時(shí)銑削左右端面，保證兩端的平行度。 工序 30應(yīng)在工序 25前完成，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì) 2— 216。13 通孔加工精度的影響。 綜上所述選擇方案二。 最后確定的工件加工工序如下： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 05 鑄造 10 時(shí)效 15 涂漆 25 粗銑 下端面 30 粗銑上端面 35 粗銑左右端面 45 鉆兩通孔 13? 50 精銑下端面 55 精銑上端面 60 精銑左右端面 65 鉆 18? 孔 65 鏜 ）（ ~ ??? 孔 70 銑軸向槽 75 入庫(kù) 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 13 序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 05 鑄造 10 時(shí)效 15 涂漆 20 粗銑下端面 上端面（ 3） +左右端（ 3） 25 粗銑上端面 下 端面（ 3） +左右端（ 3） 30 粗左右端面（同時(shí)，不準(zhǔn)調(diào)頭） 下端面 (3)+ 外圓柱面 35 鉆兩通孔 162。13 下端面 (3)+ 外圓柱面 40 精銑下端面 上端面（ 3） +左右端（ 3） 45 精銑上端面 下 端面（ 3） +左右端（ 3） 50 精銑左右端面（同時(shí)，不準(zhǔn)調(diào)頭） 下端面 (3)+ 外圓柱面 55 鉆通孔 216。18 下端面 (3)+ 外圓柱面 60 鏜孔到 216。20 下端面 (3)+ 外圓柱面 65 粗 精銑軸向槽 下端面 (3)+ 外 圓柱面 70 入庫(kù) 工藝規(guī)程定量設(shè)計(jì) 機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 因 工件的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，毛的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 確定各表面的加工余量如下表所示 ： 表 各表面加工余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù)值 說(shuō)明 上端面 48 H 4 單側(cè)加工 下端面 50 H 3 單側(cè)加工 左端面 35 H 3 單側(cè)加工 右端面 35 H 3 單側(cè)加工 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 14 切削余量及基 本工時(shí)的確定 （一） 機(jī)械加工余量確定 根據(jù)文獻(xiàn)（ 1）可知計(jì)算底面加工余量公式如下。 AA? 式中 ： e —— 余量值； maxA —— 鑄件的最大尺寸； A —— 加工表面最大尺寸； C —— 系數(shù) 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 312查表得出各個(gè)加工面得加工余量。 經(jīng)查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 3— 12可得，銑削上端面的加工余量為 4，又由零件對(duì)上頂端表面的表面精度 RA= 可知，粗銑的銑削余量為 4。底面銑削余量為 3，粗銑的銑削余量為 2， 銑余量 1，精銑后公差登記為 IT7～ IT8。左右端面的銑削余量為 3，粗銑的銑削余量為 2，精銑余量 1，精銑后公差登記為 IT7～ＩＴ８ ， 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 3— 12 確定余量 2。工序 40 粗鏜 248。18 工序。 粗鏜余量 表 383 取粗鏜為 ，粗鏜切削余量為 ,鉸孔后尺 寸為 20H8,各工步 余量和工序尺寸公差列于 下表 表 各工步加工尺寸 加工表面 加工方法 余量 公差等級(jí) 工序尺寸及公差 18? 粗鏜 ___ ? ? 精鏜 8H 820H （二）確定切削用量及基本 工 工序 20： 粗銑 下 端面 (1)加工條件 工件材料： HT200, b? =170~240MPa，鑄造 。工件尺寸： maxa =13， l=36。 加工要求：粗銑 上端面加工余量 4 機(jī)床： X51 立式銑床；刀具： 立銑 刀。 銑削寬度 ae≤90, 深度 ap≤6, 齒數(shù) z=12,故根據(jù)《 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手 冊(cè)》山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 15 表 ，取刀具直徑 d0=80。 根據(jù)《切削用量手冊(cè) 后 》 表 ，選擇刀具前角 γ 0＝ 0176。 后角 α 0＝ 16，副后角 α 0’= 8176。 ，刃傾角 ： λs= － 10176。, 主偏角 Kr=60176。,過(guò)渡刃 Krε=30176。, 副偏角 Kr’=517