【文章內(nèi)容簡介】 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) 降低對工人的技術(shù)要求和減輕工人的勞動強(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程。定位的目的是使工件在夾具中相對于機(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，通過用一定規(guī)律分布的六個(gè)支承點(diǎn)來限制工件的六個(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)軸方向的移動自由度和繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度 。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)械加工過程中，工件會受到切削力、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、液動、電動等。 （ 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，這對手動夾緊尤為重要 （ 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)模等條件來確定。但無論其組成如何，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程中不產(chǎn)生松動或振動。同時(shí)，又不得產(chǎn)生過大的夾緊變形和表面損傷。 （ 3） 夾緊機(jī)構(gòu)的自動化程度和復(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)動夾緊裝置中 （ 2）螺旋夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡單 ,制造容易 ,夾緊可靠但是夾緊動作慢 ,效率低，適用于手動夾緊裝置。 （ 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 ,振動較小的的場合 ,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或彈性變形來保證工件準(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 。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，通過計(jì)算，該零件質(zhì)量約為 3Kg，由 機(jī)械加工工藝手冊 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 2— 12可知 該種鑄造公差等級為 CT10~11， MAH級。 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 ）~(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 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 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，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 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 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 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 13 序號 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 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 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 加工余量數(shù)值 說明 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 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 表 3— 12可得，銑削上端面的加工余量為 4，又由零件對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 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 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)簡明手 冊》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 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。,過渡刃 Krε=30176。, 副偏角 Kr’=517