機械畢業(yè)設(shè)計（論文）車床支架C6140A機械加工工藝及夾具設(shè)計【全套圖紙】

1、 網(wǎng)絡(luò)教育學院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題 目： 車床支架c6140a機械加工工藝及（一道工序）夾具設(shè)計學習中心： 層 次： ?？破瘘c本科 專 業(yè)： 年 級： 年 春/秋 季 學 號： 學 生： 指導教師： 完成日期： 年 月 日摘要本論文完成了對年產(chǎn)2000件車床支架零件工藝規(guī)程的設(shè)計與夾具的設(shè)計。設(shè)計的第一部分，進行了工藝卡的設(shè)計和制作。首先，明確設(shè)計任務(wù)及要求，然后繪制年產(chǎn)2000件車床支架零件的毛坯圖，最后設(shè)計并且填寫年產(chǎn)2000件車床支架零件的工藝過程卡片。第二部分，進行了夾具設(shè)計。縱觀整條工藝路線，結(jié)合難易程度和夾具本身的特點，選定鉆孔和锪孔工序進行了夾具的總體裝配和夾

2、具體的設(shè)計。首先，結(jié)合零件在該工序中需要達到的各項技術(shù)要求，擬訂工件的定位、夾緊方案；然后根據(jù)夾具設(shè)計原則以及夾緊力和夾緊點的確定原則進行局部零部件和夾具體的設(shè)計；最后，校核該夾具的精度。關(guān)鍵詞：車床支架全套圖紙，加153893706，工藝規(guī)程，機械，夾具目 錄摘要i引 言11 緒論12 工藝設(shè)計相關(guān)知識12.1機械加工工藝過程基本知識12.2制定機械加工工藝規(guī)程的步驟22.3夾具的產(chǎn)生和現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向22.4 機床夾具及其功用22.5 機床夾具在機械加工中的作用22.6 機床夾具的設(shè)計要求23 車床支架零件的工藝設(shè)計 83.1零件圖及零件的作用83.2零件圖的分析83.3工藝規(guī)程設(shè)計 1

3、04 車床支架零件的夾具設(shè)計144.1 選擇定位方案、確定要限制的自由度144.2 夾緊方案154.3 夾具體164.4 夾具的裝配及分析175 總結(jié)206 致謝21參考文獻22引 言本次畢業(yè)設(shè)計的題目是車床支架機械加工工藝設(shè)計及夾具設(shè)計，車床支架是是車床上的重要零件，并在零件的車削加工中承受一定的載荷。本次畢業(yè)設(shè)計的重點是兩個方面，工藝規(guī)程設(shè)計和夾具設(shè)計，專用夾具的設(shè)計，專用夾具的應(yīng)用在近年來國內(nèi)外機械制造領(lǐng)域得到迅速發(fā)展，通過專用夾具的應(yīng)用可以解決批量生產(chǎn)的零件加工，現(xiàn)代機械制造中的結(jié)構(gòu)復雜、精密、批量小、多變零件的加工問題。且能穩(wěn)定加工質(zhì)量，大幅度提高生產(chǎn)效率。畢業(yè)設(shè)計課題要求掌握夾具設(shè)

4、計的基本原理，理解現(xiàn)代的加工技術(shù)和典型的機加工工藝。應(yīng)用專用夾具技術(shù)來解決機械加工工藝的課題，編制出一套合理的加工工藝，這樣可以降低成本，節(jié)約時間，提高生產(chǎn)效率。畢業(yè)設(shè)計是所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在大學生活中占據(jù)著重要的地位。此外，通過畢業(yè)設(shè)計使我得到了以下三個方面的綜合性鍛煉：（1）正確的運用運動機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的知識，解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。（2）通過設(shè)計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具。并

5、通過這次設(shè)計提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。（3）通過使用手冊以及圖表資料，熟練的掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處。通過這次畢業(yè)設(shè)計，對自己未來將從事的工作進行了一次適應(yīng)性的訓練，從中鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加工作打下了一個良好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計是綜合運用所學的知識的訓練過程，也是對自我學習能力的檢驗和創(chuàng)新能力、實踐能力及創(chuàng)業(yè)精神的重要環(huán)節(jié)。由于知識水平有限，設(shè)計經(jīng)驗不足，設(shè)計中會出現(xiàn)不少錯誤，也誠懇希望老師和同學批評指正。第一章 緒論車床是機械加工方法中應(yīng)用最為廣泛的機床之一，是加工軸類、盤套類零件的主要方法。c6140a是c6140型車床經(jīng)過第一次重大改進的車床。在生產(chǎn)

6、過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。在機械制造批量生產(chǎn)中根據(jù)加工工件的工藝要求，合理地使用夾具是充分發(fā)揮通用機床的作用、保證產(chǎn)品質(zhì)量、縮短輔助時間、提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動強度的重要手段。同時，使用夾具還有助于工人掌握復雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為

7、復雜的工藝問題等，因此，機床夾具在機械制造行業(yè)中占有十分重要的地位。畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)之一。它是我們完成所學全部課程，并進行了生產(chǎn)實習，做過課程設(shè)計，及與一系列教學環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上進行的，它要求我們?nèi)婢C合地運用所學課程的理論和實踐知識進行零件加工畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)之一。它是我們完成所學全部工藝規(guī)程的設(shè)計。其目的在于（1）培養(yǎng)我們運用機械制造工藝學，數(shù)控加工工藝及有關(guān)課程（工程材料與熱處理、機械設(shè)計、公差與測量技術(shù)、金屬切削原理與刀具、數(shù)控機床自動編程等）的知識。獨立地分析和解決工藝問題。初步具備設(shè)計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。（2）能根據(jù)被加工零件的

8、技術(shù)要求運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。當然，培養(yǎng)我們熟悉并運用有關(guān)手冊，規(guī)范，圖表等技術(shù)資料的能力。（3）進一步培養(yǎng)我們識圖，制圖，運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。（4）更能培養(yǎng)我們嚴肅認真，一絲不茍和實事求是的工作作風，從而實現(xiàn)從學生到工程技術(shù)人員的過渡。本次設(shè)計題目為：車床支架零件機械加工工藝及夾具設(shè)計。通過對一個中等復雜零件的機械加工工藝規(guī)程的畢業(yè)設(shè)計，對理論知識進行一次綜合性，使用性，和實踐性較強的應(yīng)用。本次的設(shè)計任務(wù)是：制定一給定的零件（車床支架）的機械加工工藝及就加工該零件的某一道工序（鉆孔）的夾具設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括：毛坯零件

9、綜合圖1張； 工藝過程卡片1套夾具裝配圖1張； 夾具體零件圖1張； 論文1份；第二章 工藝設(shè)計相關(guān)知識2.1機械加工工藝過程基本知識1）工藝過程 在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，與原材料變?yōu)槌善酚兄苯雨P(guān)系的過程稱為工藝工程。例如：鑄造、鍛造、焊接和零件的機械加工等。2）機械加工工藝過程在工藝過程中，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀，尺寸和性能使之變?yōu)槌善返墓に囘^程，稱為機械加工工藝過程。3）機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程是由若干個順次工序組成的，通過這些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。4）工序一個（或一組）工人，在一臺機床上（或一個工作地點），對一個（或同時幾個）工件連續(xù)加工所完成的那一部

10、分機械加工工藝過程。這里必須注意，構(gòu)成一個工序的主要特點是不改變加工對象、設(shè)備和操作者，而且工序內(nèi)的工作是連續(xù)完成的。5）機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程（簡稱工藝規(guī)程）是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。工藝規(guī)程的內(nèi)容包括：a、 工藝路線：工藝路線是指產(chǎn)品或零部件在生產(chǎn)過程中由毛坯準備到成品包裝入庫經(jīng)過企業(yè)有關(guān)部門或工序的先后順序。b、 各工序加工的內(nèi)容、要求，所采用的機床、工藝裝備；工藝裝備（簡稱工裝）是產(chǎn)品制造過程中所用的各種工具的總稱。它包括刀具、夾具、模具、量具、檢驗工具及輔助工具等。 c、工件的檢驗項目、檢驗方法和切削用量、工時定額等。 6）工藝規(guī)程的格式 機械加工工

11、藝規(guī)程主要有機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片兩種基本形式。機械加工工藝過程卡是以工序為單位簡要說明零件加工過程的一種工藝文件。一般適用于單件小批生產(chǎn)。（零件加工的流向）2.2制定機械加工工藝規(guī)程的步驟制定合理的零件加工工藝過程首先要掌握目前有那些可供選用的加工方法，并能夠針對零件的具體要求較合理的選用。其次，還必須解決各表面的加工順序和熱處理如何安排的問題。1） 首先，要分析產(chǎn)品的零件圖與裝配圖，分析零件圖的加工要求，結(jié)構(gòu)工藝性，檢驗圖樣的完整性；2） 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型；在制定機械加工工藝規(guī)程時，一般按照零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，把零件劃分為大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)三中類型

12、。3） 選擇毛坯；毛坯的選用主要包括毛坯的材料、類型和生產(chǎn)方法的選用。常用的毛坯類主要有各種軋制型材、鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、粉末冶金件以及注塑成形件等。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的不同，毛坯的選用可分為軸類、盤套類和機架箱體類三大類。4） 確定單個表面的加工方法；零件的加工過程，就是零件表面經(jīng)加工獲得符合要求的零件表面的過程。零件表面的類型和要求不同，采用的加工方法也不一樣。主要有車削、鉆削、銑削、刨削、磨削等五大類加工方法。此外還有鏜削、拉削、光整、特種加工等。5）選擇定位基準，確定零件的工藝路線；根據(jù)零件表面質(zhì)量的要求不同，通常將表面加工劃分為粗加工階段、半精加工階段和精加工階段三個加工階段。零件

13、加工需要遵循的原則是粗、精加工分開，零件的加工一般不是在一臺機床上用一種工藝方法就可完成，往往需要幾種加工方法互相配合，經(jīng)過一定的工藝過程才能逐步地完成零件表面的加工。若一種表面可采用不同的加工方法進行加工的話，那么就生產(chǎn)的具體條件而言，其中必有一種加工方法是最合適的。6） 確定各工序所用的設(shè)備及工藝裝備7） 計算加工余量、工序尺寸及公差8） 確定切削用量，估算工時定額9） 填寫工藝文件2.3夾具的產(chǎn)生和現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期，機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾

14、具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術(shù)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產(chǎn)的工價已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣于采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能同等生產(chǎn)能力工廠中約擁有13000-15000套專用夾

15、具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（fms）、數(shù)控機床（nc）、加工中心（mc）和成組加工（gt）等新技術(shù)被廣泛應(yīng)用和推廣，使中小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求：a、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準備周期；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?，F(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面

16、：a、精密化隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒量，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5m，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度可達0.2-0.5mb、高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。c、柔性化夾具的柔性化

17、和機床的柔性化相似，它是通過調(diào)節(jié)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。d、標準化夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的部件的形成；舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯和材料的通用化，夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的

18、條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：gb2148-2249-80，gb2262-2269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。2.4機床夾具及其功用夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床工件中使用的夾具稱為機床夾具，在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機床夾具的設(shè)計在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)裝備

19、中占有極其主要的地位，機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。在機床上應(yīng)用夾具裝工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。機床夾具的主要功能有以下幾個方面：a、定位確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件的定位面接觸成配合實現(xiàn)的，正確的定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。b、夾緊工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不錯的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。c、對刀調(diào)整刀具切削相對于工件或夾的正確位置如銑床夾具中的對刀塊，能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。d、導向如銑

20、床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削加工，導向元件制成模板形成故鉆刨夾具稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向功能的。2.5機床夾具在機械加工中的作用在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有以下六個方面，然而在不同的生產(chǎn)條件下，應(yīng)該有不同的側(cè)重點。夾具設(shè)計時應(yīng)綜合考慮加工的技術(shù)要求，生產(chǎn)成本和工人操作方面的要求以達到預期的效果。a、保證加工精度用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用該夾具，并且它還是全面質(zhì)量管理的一個重要環(huán)節(jié)。b、提高勞動生產(chǎn)率使用夾具是否能使工件迅速的定位和夾緊并能夠顯著的縮短輔助加工的時間和基

21、本時間，提高勞動生產(chǎn)率。c、改善工人的勞動條件用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等裝夾工件時，可減少工人的勞動強度保證生產(chǎn)安全。d、保證工藝紀律在生產(chǎn)過程中使用夾具可確保生產(chǎn)周期，生產(chǎn)強度等工藝秩序，例如：夾具設(shè)計也是工程技術(shù)人員解決高難度零件加工的主要手段之一。e、降低生產(chǎn)成本在批量生產(chǎn)中使用夾具時，由于勞動生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級較低的工人操作，故可明顯降低生產(chǎn)成本。f、擴大機床工藝范圍這是生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術(shù)改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等，也可用夾具裝夾的加工較復雜的成型面。設(shè)計夾具時，應(yīng)滿足下列四項基本要求：a、保證工件的加工精度；即在機械加工工

22、藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三項要求，工件在夾具中的定位、夾具在機床上的位置、刀具的正確位置b、保證工人的操作安全c、達到加工精度的勞動生產(chǎn)率要求d、滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟效應(yīng)2.6機床夾具的設(shè)計要求機床夾具因被加工工件的加工表面不同或使用機床種類的不同而有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但就機床夾具體結(jié)構(gòu)而言，大致可分為以下幾個部分：定位元件、夾緊裝置、導向?qū)Φ对?、連接元件、 裝置和元件、夾具體。對于夾具的設(shè)計來說，其基本要求有：（1）穩(wěn)定地保證工件的加工技術(shù)要求：（2）提高機械加工的勞動條件；（3）結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和維修：（4）作安全、方便。根據(jù)夾具的不同特點，可以把夾具做一些分類；（1）按夾具

23、的通用特征分類這是一種基本的分類方法，主要反映夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具的主要依據(jù)。目前，我國常用的分類有通用夾具、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。（2）按夾具使用的機床分類這是專用夾具設(shè)計所用的分類方法。如車床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、拉床等夾具。設(shè)計專用夾具時，機床的類別、組別、型別和主要參數(shù)均已確定。它們不同點是機床的切削成形運動不同，故夾具與機床的連接方式不同。它們的加工精度要求也不相同。既然夾具有自身的特點，機床夾具的設(shè)計特點和設(shè)計要求也與其它機械裝備的設(shè)計有很大的不同，主要表現(xiàn)在以下五個方面：（1） 要有較短的設(shè)計和制

24、造周期。一般沒有條件對夾具進行原理性試驗和復雜的計算工作。（2） 夾具的精度一般比工件的精度高23倍。（3） 夾具和操作工人的關(guān)系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習慣密切結(jié)合。（4） 夾具在一般情況下是單件制造的，沒有重復制造的機會。通常要求夾具在投產(chǎn)時一次成功。（5） 夾具的社會協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少。設(shè)計者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設(shè)計的工藝性要求。顯然，注意這些問題是很重要的。這將有利于保證夾具的設(shè)計、制造質(zhì)量。機床夾具的設(shè)計要求：設(shè)計夾具時，應(yīng)滿足下列四項基本要求：（1）保證工件的加工精度要求，即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具要滿足以下 三項要求：工件在夾具中的正確定

25、位；夾具在機床上的正確位置；刀具的正確位置。（2） 保證工人的操作方便、安全。（3） 達到加工的生產(chǎn)率要求。（4） 滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟性要求。第三章 車床支架零件的工藝設(shè)計3.1 零件圖及零件的作用該零件來自c6140a車床的三杠支架，它位于車床的尾部主要作用是支承絲杠，光杠和操縱桿，相應(yīng)的孔位要同軸和平行，使溜板箱縱向移動無阻尼現(xiàn)象，保證加工的精度。3.2零件圖的分析1）產(chǎn)量的確定生產(chǎn)類型的劃分如下表： 生產(chǎn)類型同類零件的年產(chǎn)量/件重型零件（質(zhì)量2000kg）中型零件（質(zhì)量1002000kg）小型零件（質(zhì)量100kg）單件生產(chǎn)5以下10以下100以下成批生產(chǎn)小批生產(chǎn)51001020

26、0100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為2000件/年，備品率是2%，廢品率是2%。因此，可計算出年產(chǎn)量：q=生產(chǎn)綱領(lǐng)每臺件數(shù)（1+備品率）（1+廢品率）q=2081件除去一年中的法定假日：days=365-52-14=299天日產(chǎn)量=2081/299=7件/天已知車床支架零件的質(zhì)量m小于100kg，由上表中可確定車床支架的生產(chǎn)性質(zhì)為中批量生產(chǎn)。2）零件圖的分析考慮到保證產(chǎn)品按時定量完成，生產(chǎn)該產(chǎn)品的每一道工序的單件核算時間必須小于生產(chǎn)節(jié)拍（工藝卡填寫過程考慮

27、到客觀隨機因素的影響，將節(jié)拍乘80%后與單件核算時間比較），若大于生產(chǎn)節(jié)拍，就會造成完不成年產(chǎn)量，因此應(yīng)改用多臺機床加工。車床支架共有18和25兩個孔的加工精度較高，并且有垂直度要求和平行度要求，另外車床支架底部的平面也有較高的精度要求，因此，加工時應(yīng)先加工一組表面，在以這組加工后表面為基準加工另外一組。2） 零件的工藝分析支架共有5組加工表面（如1.2.1圖），它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：以b孔（25.8h12）為基準的加工孔。這一組加工表面包括：b(25.8h12,ra為6.3m）、c(30h7,ra為1.6m）和d(55h7,ra為1.6m）的孔。a面（22672,ra為1.

28、6m）。i（兩個20的螺釘孔，ra為12.5m）和j、m（兩個10的銷孔，ra為1.6m）。（m6螺紋孔）和o孔(6油孔，ra為12.5m)。e面（m6螺釘孔和6油孔所在平面，ra為12.5m）。圖3.1 零件表面示意圖這幾組加工表面之間有一定的位置要求，主要是：c孔（30h7）和b孔（25.8h12）兩孔的平行度公差為100：0.08；d孔(55h7)和b孔（25.8h12）兩孔的平行度公差為100：0.08; c孔(30h7)孔和a面(72226)的平行度公差為100：0.07；d孔(55h7)孔和a面(72226)的平行度公差為100：0.07。由以上分析可知，可以先加工平面，然后借助于

29、專用夾具同時加工三個孔，保證它們之間的位置精度要求。具體如圖所示：圖3.2 車床支架技術(shù)要求根據(jù)各面的加工精度與表面粗糙度確定其加工次數(shù)。加工精度要求較高的表面宜將工藝過程劃分為粗、半精、精三個加工階段;根據(jù)加工表面的形狀、尺寸及生產(chǎn)批量選擇其加工方法 。現(xiàn)分析如下：a面,l b=226 72mm,ra為1.6m;粗銑-半精銑-精銑b孔, 25.8h12,ra為6.3m；鉆-擴c孔，30h7,ra為1.6m:鉆-擴-鉸 d孔，55h7,ra為1.6m；鉆-擴-鉸e面，ra為12.5m；粗銑f面，ra為12.5m；粗銑h面，ra為12.5m；粗銑i、k孔，ra為12.5m；鉆-锪j、m孔,ra為

30、1.6m；鉆-擴-鉸n孔,ra為12.5m；鉆攻絲o孔,ra為12.5m；鉆4）確定毛坯、畫毛坯按照零件圖紙的設(shè)計要求，該零件為鑄造類零件。鑄件是指將融化了的金屬澆注到旋轉(zhuǎn)著的模型中，由于離心力的作用，金屬液粘貼于模型的內(nèi)壁上，凝結(jié)后所得鑄件外形與模型內(nèi)壁的形狀相同，使用這種方法可以毋需澆注口，故能顯著地減少金屬的消耗。由于免除了砂型和制模的設(shè)備，以及減少了鑄工車間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低；而所得逐漸則具有緊密與微細的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機械性能。由于零件形狀簡單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，因內(nèi)孔很小，所以無法鑄出。零件材料為ht150，屬于中批量生產(chǎn)零件，考慮零件在機床運行過程中，承

31、受一定的沖擊載荷，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，可選擇鑄件毛坯。在選定毛坯和確定了毛坯的機械加工余量后，便可繪制毛坯-零件綜合圖。綜合圖的繪制方法是：1以實線表示毛坯表面的輪廓、以點劃線畫出零件的輪廓；在剖面圖上用交叉線表示加工余量，加工余量為35mm。2標注毛坯尺寸和公差，毛坯的基本尺寸包括機械加工的余量在內(nèi)，毛坯的尺寸公差參照有關(guān)資料。3標注機械加工的粗基準符號和有關(guān)技術(shù)要求。毛坯尺寸是根據(jù)工藝規(guī)程，機械加工各工序的加工余量與毛坯制造方法能到的精度決定的，因此毛坯圖繪制和工藝規(guī)程的制訂是反復交叉進行的。3.3工藝規(guī)程設(shè)計1）定位基準的分析與選擇在制定零件加工工藝規(guī)程時，基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工

32、作之一。基面選擇的正確與合理是加工質(zhì)量得到保證的基礎(chǔ)，生產(chǎn)率得以提高的重要因素。否則，加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。基準分為粗基準和精基準，粗基準是指用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準。精基準含義是用加工過的表面作定位基準，這種定位基準稱為精基準。a、 粗基準的選擇對于車床支架這類零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準，面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為粗基準，根據(jù)這個基準選擇原則，先選擇d面和e面作為粗基準。先粗銑d面至35，再以d面為基準，粗銑e面至32。b、 基準的選擇主要

33、應(yīng)該考慮基準重合的問題，當涉及基準與工序不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。具體分析如下：1 加工a表面的定位基準用未加工的h面作粗基準，其表面光整、光潔、有一定的面積便于裝夾。2 加工b、c、d孔的定位基準精銑后的a平面是加工b、c、d孔時用的精基準，這個平面有一定的平面度（0.05）和粗糙度（1.6）的要求，以保證加工孔后的平行度公差為100：0.07。同時也滿足了基準重合原則和基準不變原則。3） 制定加工工序制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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)已確定的情況下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，

34、并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降?，F(xiàn)有工藝路線方案如下：工藝路線方案一：工序一：零件鑄造工序二：零件時效處理工序三：鉆b、c、d孔工序四：擴b、c、d孔工序五：鉸b、c、d孔工序六：鉆i、j、k、m孔工序七：锪i、k孔工序八：鉆n、o孔工序九：攻n孔螺紋工序十：粗銑a面工序十一：半精銑a面工序十二：精銑a面工序十三：粗銑h面工序十四：粗銑l面 工序十五：粗銑e面工序十六：清理去毛刺工序十七：入庫工藝路線方案二：工序一：零件鑄造工序二：零件時效處理工序三：粗銑a面工序四：半精銑a面工序五：精銑a面工序六：粗銑h面工序七：粗銑l面 工序八：粗銑e面

35、工序九：鉆b、c、d孔工序十：擴b、c、d孔工序十一：鉸b、c、d孔工序十二：鉆i、j、k、m孔工序十三：锪i、k孔工序十四：鉆n、o孔工序十五：攻n孔螺紋工序十六：清理去毛刺工序十七：入庫由經(jīng)驗告訴我們，大多數(shù)情況下都應(yīng)該先銑平面再加工孔，會更能容易滿足零件的加工要求，因此，工藝路線方案二較為合理，效率也比較高，其中銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整。多次加工b孔、c孔和d孔是因為圖紙中精度要求所致。主要表面可能采用的終加工方法，按照精度要求，ra1.6m應(yīng)為精銑或磨削。其它工序的安排1 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：a 粗加工全部結(jié)束后b 工時較長和較重要工序后c

36、 最終加工之后2 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。3 零件在進入裝配前，安排清洗。3) 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具按照零件材料，批量大小，現(xiàn)場條件等因素，并對照各加工方法特點及適應(yīng)范圍確定采用銑削加工底面及兩端面。結(jié)合主要表面加工及表面形狀特點，b孔、c孔和d孔采用鉆、擴、鉸的加工方式。底面上的鍵宜采用銑削加工方法。銑削采用立式銑床，b孔、c孔和d孔的加工采用立式鉆床。零件在銑床上或者鉆床上的加工都應(yīng)采用專用夾具進行裝夾。立式銑床的主要參數(shù)如下：型號：x5032a功率：7.5kw主軸轉(zhuǎn)速：30-1500轉(zhuǎn)/分立式鉆床的主要參數(shù)如下：型號：z5025功率：1.

37、5kw主軸轉(zhuǎn)速：100-1360轉(zhuǎn)/分4) 機械加工工藝卡的填寫切削用量指的是切削時各運動參數(shù)的總稱，包括切削速度、進給量和背吃刀量。車床支架零件材料為ht20-40，毛坯為鑄件，毛重20kg，數(shù)量為2000件/年，屬于中批量生產(chǎn)?？紤]零件外圓表面（42）為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。根據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各道加工工序的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：工序三、四、五：粗銑、半精銑、精銑a面查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，取粗銑加工余量為3mm，半精銑平面加工余量為1.5mm，精銑平面加工余量為0.5mm。工序六、七、八：粗銑h、l、e面

38、查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，取粗銑h、l、e面加工余量為3mm工序九、十、十一：鉆，擴，鉸b、c、d孔查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，取鉆孔余量為18mm，擴孔余量為1.8mm，鉸孔余量為0.2mm。工序十二、十三：鉆i，k孔，惚i、k孔查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，并根據(jù)加工精度要求，取鉆孔的加工余量為11mm，惚孔的加工余量為6mm。工序十四：鉆n、o孔查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，取鉆孔余量為17mm工序十六：清除毛刺此道工序不適用加工余量。根據(jù)以上工序，可以計算出基本工序的切削加工工時：工序三、四、五：半精銑平面a面v=15m/min（0.25m/s）ns=1000v/dw =1000 40

39、=2r/s（120r/min）按機床選取nw=2r/s （120r/min）實際切削速度切削工時：l1=8.7（表1-11-12）t0=185.09s（3.09min）工序六、七、八：粗銑平面h、l、e面v=15m/min（0.25m/s）ns=1000v/dw =1000 40 =2r/s（120r/min）按機床選取nw=2r/s （120r/min）實際切削速度切削工時：l1=6.3（表1-11-12）t0=180.57s（3.1min）第四章 車床支架零件的夾具設(shè)計4.1定位方案的選擇和自由度的選擇本課題的工藝設(shè)計中，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，經(jīng)

40、過與指導老師協(xié)商，決定設(shè)計在鉆床上使用的工序九、十、十一鉆b、c、d孔加工夾具。鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于是加工孔及螺紋。主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種：(1)固定式鉆模 在使用中，這類鉆模在機床上的位置固定不動，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。(2)回轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。(3)翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單，加工鉆模一般手工進行翻轉(zhuǎn)，所以夾具及工件

41、應(yīng)小于10 kg為宜。(4)蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑;但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過10 kg。(5)滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣?？紤]本課題中所設(shè)計的車床支架零件的結(jié)構(gòu)特點及加工要求，所需要的鉆床夾應(yīng)考慮設(shè)計為回轉(zhuǎn)式鉆模。使用中，使車床支架工件在機床上具有分度裝置。因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向的孔系。因此可確定車床支架

42、零件的夾具設(shè)計為回轉(zhuǎn)式鉆模。4.2夾緊方案由于孔b、c、d的加工難度較高，由零件圖及以上加工工序可知，在加工b、c、d孔之前，a面、h面、l面、e面均已加工好，從定位和夾緊的角度來看，因此可以選擇h面作為定位基準。本工序是加工孔的尺寸，加工完成應(yīng)達到的圖紙的技術(shù)要求。夾緊結(jié)構(gòu)主要由力源裝置，夾緊元件，中間傳力機構(gòu)組成。夾緊結(jié)構(gòu)的基本要求有夾緊過程中，應(yīng)有利于定位，而不應(yīng)破壞定位；夾緊力的作用應(yīng)合適、可靠、安全；夾緊裝置應(yīng)操作方便；結(jié)構(gòu)簡單；具有良好的自鎖性。在夾緊時主要考慮限制工件在平面上的轉(zhuǎn)動，由于本零件中在本道加工工序之前的表面都已加工，所以在加工的時候采用加工后的面作為夾緊。夾緊力方向的

43、確定：主要夾緊力應(yīng)指向主要定位基準和導向基準；夾緊力的方向應(yīng)指向工件剛度大的方向；夾緊力的方向應(yīng)盡量與切削力、工件重力的方向一致。夾緊力作用點的確定：夾緊力作用點的位置應(yīng)保持工件穩(wěn)定；夾緊力作用點應(yīng)設(shè)置在工件剛性較好的部位；夾緊力作用點應(yīng)盡可能靠近工件被加工表面。本次車床支架零件的夾具，根據(jù)任務(wù)說明書，采用搖臂鉆床加工，本夾具主要是鉆、擴、鉸三個孔，這三個孔的精度適中。因此，在本道工序加工時，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)強度，同時也要考慮精度問題。在鉆孔時夾緊力產(chǎn)生的力矩，必須滿足機床夾具設(shè)計手冊中所規(guī)定的要求，由計算公式：fj=fsl/(d0tg(+1)/2+rtg2)其中：fj沿螺

44、旋軸線作用的夾緊力 fs作用在六角螺母l作用力的力臂(mm) d0螺紋中徑(mm)螺紋升角()1螺紋副的當量摩擦()2螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角()r螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當量摩擦半徑()根據(jù)工藝手冊其回歸方程為 fjktts其中fj螺栓夾緊力(n)； kt力矩系數(shù)(cm1) ts作用在螺母上的力矩(n.cm)； fj =52000=10000n這樣確定的方案，符合定位夾緊的選擇原則，能夠?qū)崿F(xiàn)對工件兩端表面的加工。由以上可知，本課題所設(shè)計的鉆模為回轉(zhuǎn)式鉆模型，方案設(shè)計如下：工件以已加工的h面作為定位基準，通過夾具上的回轉(zhuǎn)壓板、螺桿、定位銷、螺帽等定位元件實現(xiàn)定位，

45、且符合基準重合原則。由于本工序后，工件還需要進行鉆孔i、k、n、o的工序，考慮使工件裝拆方便，又因是中批量生產(chǎn)，故該鉆模板結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，方便裝拆。 夾緊時，通過手柄順時針轉(zhuǎn)動螺帽，使六角頭螺栓壓緊工件，將工件夾緊，由于鉆削力不大，故工作時比較可靠。 鉆模板6使用圓柱銷4和六角頭螺栓5，采用基軸制裝在夾具體上，圓柱銷定位精準，且拆裝方便。 該夾具對工件的定位考慮合理，且夾具結(jié)構(gòu)簡單，可適合于中批量生產(chǎn)。 影響工件定位誤差的技術(shù)要求有：定位底面h面的加工精度，a面與h面的垂直度等。 影響安裝誤差的技術(shù)要求有：夾緊壓板與安裝基面h的垂直度。 影響導向誤差的技術(shù)要求有：快換鉆套與鉆模板的同心度。另外，

46、圓柱銷與鉆模板的配合精度也影響導向誤差。4.8夾具體夾具體是鉆模上用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。它與機床有關(guān)部件進行連接、對定，使夾具相對于機床具有確定的位置。鉆模的夾具體一般不設(shè)定位或?qū)蜓b置，夾具通過夾具體底面安放在鉆床工作臺上，可直接用鉆套找正并用壓板夾緊（或在夾具體上設(shè)置耳座用螺栓夾緊）。對于翻轉(zhuǎn)式鉆模，通常要求在相當于鉆頭送進方向設(shè)置支腳。支腳可以直接在夾具體上做出，也可以做成裝配式。支腳一般應(yīng)有4 個，以檢查夾具安放是否歪斜。支腳的寬度一般應(yīng)大于機床工作臺t型槽的寬度。本設(shè)計中的夾具體圖紙設(shè)計可見本文附件。在夾具設(shè)計中，本夾具有以下特點：a、該夾具采用

47、手動夾緊，可靠方便，省時省力，尺寸小，不需要增壓裝置，結(jié)構(gòu)簡單。b、該夾具采用一面兩銷定位，誤差少，能夠滿足工件的加工要求；c、工件要求不太高，夾具各公差配合適當放寬，降低了夾具的制造精度，從而使夾具生產(chǎn)成本不太高，符合夾具設(shè)計要求。4.9夾具的裝配及分析按規(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。裝配包括部件裝配和總裝。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配工作，通常將機器劃分成若干個能獨立裝配的部分，稱為裝配單元。在裝配工藝中，表明產(chǎn)品零、部件間相互裝配關(guān)系及裝配流程的示意圖，稱為裝配系統(tǒng)圖。零件是組成機器的最小單元，它是由

48、整塊金屬或其它材料制成的。零件可以直接安裝到機器上，也可以預先組成套件、組件或部件后再安裝到機器上。在一個基準零件上，裝上一個或若干個零件構(gòu)成的部分稱為套件。在一個基準零件上，裝上若干個零件(及套件)而構(gòu)成的部分稱為組件。機器結(jié)構(gòu)裝配工藝性的基本要求：機器能夠分成獨立的裝配單元；盡量減少裝配過程中的修配和機械加工；機器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸；結(jié)構(gòu)的繼承性好；各裝配單元應(yīng)有正確的裝配基準。為了提高整個工藝加工的生產(chǎn)效率，在保證定位夾緊要求和零件的各項技術(shù)要求的前提下，對于夾具的選擇也要滿足一定的經(jīng)濟性。1在夾具設(shè)計中，應(yīng)盡量采用標準件或推薦的元件，這樣在夾具需更換元件時，可避免重復設(shè)計、重復制造帶

49、來的麻煩和浪費，減少更換時間，且降低了夾具成本。2盡量減小需精加工的平面的面積，降低夾具的制造成本。3為提高生產(chǎn)率，應(yīng)盡量采用方便、簡單的夾緊裝置，這樣不僅可以減少勞動強度，還可降低成本。夾具的裝配總圖應(yīng)該遵循機械制圖國家標準繪制，圖形大小的比例盡量取1：1，為求使繪制的夾具總圖有良好的直觀性，如果工件過大的時候選用1：2等縮小比例，過小時取2：1的比例；圖中應(yīng)該以最少數(shù)量視圖清楚地表示出夾具的工作原理和結(jié)果，表示各種元件或者裝置之間的位置關(guān)系等；繪制的順序：先用點劃線繪出工件的輪廓，外形及定位基準，并用網(wǎng)狀線顯示出加工余量；把工件輪廓視為透明體，然后按著工件的形狀及位置依次畫出定位、導向、夾緊及其他元件