畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）某支承座機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 某支承座機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 工程技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) 2008級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 成 績(jī) 年 月 日 目錄摘要1abstract20 文獻(xiàn)綜述30.1 機(jī)械制造工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)30.1.1 機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀30.1.2 機(jī)械制造工藝發(fā)展趨勢(shì)40.2 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)40.2.1 機(jī)床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀40.2.2 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)50.3 本課題研究的主要內(nèi)容50.3.1支承座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)50.3.2支承座專用夾具設(shè)計(jì)51引言62零件分析63毛坯的選擇74零件機(jī)械加工工藝路線的制定74

2、.1定位基準(zhǔn)的選擇74.1.1粗基準(zhǔn)的選擇84.1.2精基準(zhǔn)的選擇84.2擬定工藝路線84.2.1加工方法的選擇和加工階段的劃分84.2.2工藝路線的擬定94.3加工余量和工序尺寸的擬定114.4切削用量的確定145量檢具的選擇206鉆夾具設(shè)計(jì)216.1確定設(shè)計(jì)方案216.2確定定位方式與定位元件216.3確定導(dǎo)向裝置216.4確定夾緊機(jī)構(gòu)226.4.1工件的夾緊226.4.2分度裝置的夾緊226.5定位誤差分析236.6基于pro/e的夾具三維建模236.7夾具操作說(shuō)明257總結(jié)25參考文獻(xiàn)25致謝26某支承座機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 400715摘要：支承座的各

3、項(xiàng)技術(shù)要求要靠合理的加工工藝和工裝設(shè)備來(lái)保證。支承座零件的工藝性好不好，其毛坯如何選擇，機(jī)械加工過(guò)程中選擇哪些要素作為定位基準(zhǔn)，機(jī)加工路線如何擬定，每道工序或者工步的切削用量怎么確定，用什么量檢具來(lái)檢驗(yàn)加工完成的支承座零件，這些都是本文支承座機(jī)械加工工藝規(guī)程所要解決的問(wèn)題。在加工過(guò)程中，運(yùn)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、提高產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低制造成本；有利于改善勞動(dòng)工人的勞動(dòng)條件，保證安全的生產(chǎn)，有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝的范圍以實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。關(guān)鍵詞：支承座；工藝；夾具design of the machining process and fixture of the al

4、teryu zhaoxucollege of engineering and technology, southwest university, chongqing 400715, chinaabstract:the technical requirements of the alter rely on reasonable processes and fixtures to be ensured that they are qualified. whether the process performance of the part of the altar is good or not? h

5、ow to select the blank of the part and positioning references in machining processes? how to choose the process route and cutting parameters and what measuring tools to choose? theses questions are what this paper answers.in the machining process,application of machine tool fixture, to ensure the ma

6、chining accuracy, stable product quality; helps improve labor productivity and reduce the cost; is helpful for improving the labor conditions of labor, ensure safe production, is conducive to the expansion of machine tool technology, to achieve the use of a machine.key words: alter;machining process

7、;fixture0 文獻(xiàn)綜述本課題主要研究某支承座的機(jī)械加工工藝并設(shè)計(jì)出一套主要工序的專用夾具。機(jī)械加工工藝過(guò)程，是指在生產(chǎn)過(guò)程中，利用機(jī)械加工方法直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置與性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。而規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過(guò)程和操作方法的工藝文件稱為工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品制造質(zhì)量具有十分重要的意義。生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量需要靠?jī)?yōu)良的制造技術(shù)來(lái)保證。它不僅是組織車間生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，也是生產(chǎn)準(zhǔn)備與計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)，還是新建工廠、車間的基本技術(shù)文件1。機(jī)床夾具的使用不僅可以確保工件、機(jī)床與刀具的相對(duì)位置，還可以降低對(duì)工人技術(shù)水平的要求，減少裝卸工件的

8、時(shí)間等等。因此機(jī)床夾具使用相當(dāng)廣泛。 本課題中支承座主要起保證對(duì)工件的支承作用，以使工件擁有良好的工作條件。只有設(shè)計(jì)出正確、合理的工藝規(guī)程及相應(yīng)夾具，才能使支承座的各技術(shù)參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保證支承座功能滿足要求。因此，設(shè)計(jì)出正確、合理的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具對(duì)于制造出合格的支承座來(lái)說(shuō)具有重要意義。0.1 機(jī)械制造工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)0.1.1 機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)械制造工藝不斷發(fā)展到今天，其概念和內(nèi)涵也在不斷拓展。相較于傳統(tǒng)“工藝”熱加工、冷加工、裝配三大部分外，現(xiàn)代“工藝”演變成了一個(gè)包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整制造技術(shù)體系，并以整個(gè)制造過(guò)程為服務(wù)對(duì)象12。對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝，

9、外圓表面的加工一般可以采取車削、成形車削、旋轉(zhuǎn)拉削、銑削外圓、橫磨、研磨、普通外圓磨、無(wú)心磨、車銑和滾壓等方式。內(nèi)圓表面加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、拉孔、鏜孔、磨孔、擠孔等等。平面加工方法有刨銷、銑削、插削、車削、磨削、拉削等3。目前，我國(guó)制造業(yè)正處于發(fā)展階段，一些高科技技術(shù)如自動(dòng)化控制技術(shù)、電磁技術(shù)、納米技術(shù)、激光技術(shù)等等已經(jīng)在制造領(lǐng)域得到應(yīng)用。目前我國(guó)工藝發(fā)展重點(diǎn)是創(chuàng)新設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、改性技術(shù)與現(xiàn)代成形、材料成型過(guò)程仿真與優(yōu)化等。先進(jìn)制造工藝的應(yīng)用，使工藝流程中輔助工序、輔助工裝以及材料的配套發(fā)展得到重視，并注重搬運(yùn)、貯存、檢驗(yàn)和包裝過(guò)程，積極采用先進(jìn)的信息技術(shù)和管理辦法。計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)

10、計(jì)（capp）作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的橋梁，已經(jīng)逐漸得到開發(fā)與運(yùn)用。0.1.2 機(jī)械制造工藝發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)將會(huì)向著滿足日益增長(zhǎng)的加工質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保要求方向發(fā)展。先進(jìn)制造技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)制造不僅精度高，而且重視技術(shù)與管理的結(jié)合，機(jī)械制造工藝也將越來(lái)越多地采用先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)保證生產(chǎn)質(zhì)量與效率。工藝過(guò)程將做到“綠色”、“快速”、“高效”、“節(jié)省”7。機(jī)械制造方法將朝著自動(dòng)化、精密化、信息化、智能化的方向發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)并將繼續(xù)融入到機(jī)械制造技術(shù)當(dāng)中。計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)（catd）與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）就是典型的例子。信息技術(shù)的應(yīng)用，如cad、cae、capp等技術(shù)，使研發(fā)、制造周

11、期更短，效率更高。隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，工藝過(guò)程將會(huì)更加精密，納米技術(shù)、激光加工技術(shù)等一些先進(jìn)制造技術(shù)將會(huì)使加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)精密化?！爸悄芑币髾C(jī)械制造過(guò)程具有強(qiáng)大的自我判斷和自我糾錯(cuò)能力，是機(jī)械制造工藝應(yīng)該也必須努力發(fā)展的“前景”7-8 。0.2 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)0.2.1 機(jī)床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀?yuàn)A具作為機(jī)械加工中不可缺少的部件應(yīng)用十分廣泛。夾具一般由定位元件、夾緊裝置、對(duì)刀、引導(dǎo)元件或裝置、連接元件、其它裝置或元件、夾具體幾個(gè)部分組成。常見的定位元件包括支承釘、支承板、定位銷、心軸、錐銷、錐套、v型塊、定位套、半圓孔、頂尖等。典型的夾緊機(jī)構(gòu)有斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、

12、定心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等等。夾緊動(dòng)力裝置可以采用機(jī)械式、氣動(dòng)、液動(dòng)、真空夾緊、電磁夾緊等多種方式。定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具最重要也是最基本的組成部分1。 隨著近年來(lái)數(shù)控機(jī)床、加工中心fms等的廣泛應(yīng)用，夾具的制造水平要求也越來(lái)越高。最早的夾具是專用夾具模式，不過(guò)隨著制造技術(shù)的發(fā)展，組合夾具、通用夾具越來(lái)越普遍。數(shù)控裝備的廣泛使用更是暴露了專用夾具生產(chǎn)周期長(zhǎng)、保存占地面積大的缺點(diǎn)17。隨著夾具從專用化向通用化、標(biāo)準(zhǔn)化方向的發(fā)展，組合夾具應(yīng)運(yùn)而生。近年來(lái)出現(xiàn)的組合夾具是在槽系和孔系組合夾具上發(fā)展而來(lái)，往往集中了通用夾具與專用夾具的主要功能，多在數(shù)控機(jī)床和加工中心上使用。近

13、年來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)（cafd）發(fā)展成為cad/cam集成技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。但目前cafd技術(shù)從理論到實(shí)踐還有比較長(zhǎng)的路要走，它現(xiàn)在還只處于元件圖形庫(kù)和交互式階段，仍未出現(xiàn)相應(yīng)的商品化軟件10-11。0.2.2 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前機(jī)床夾具呈現(xiàn)出精密化、高效化、標(biāo)準(zhǔn)化、柔性化、主動(dòng)化的發(fā)展方向。加工質(zhì)量要求的提高促使機(jī)床夾具精度不斷提高，以使工件裝夾、定位更加精準(zhǔn)，同時(shí)也提高夾具引導(dǎo)刀具的精度。減少工件加工周期與輔助時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的重要途徑。因此，夾具的高效化也是一種必然趨勢(shì)。當(dāng)前最常見的高效化夾具有高速化夾具、自動(dòng)化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化有利于減少生產(chǎn)成本

14、，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期?，F(xiàn)代化夾具的一個(gè)主要發(fā)展方向就是夾具柔性化。機(jī)床夾具柔性化主要是通過(guò)組合、調(diào)整等方式來(lái)適應(yīng)工藝的可變因素。夾具的主動(dòng)化表現(xiàn)為夾具主動(dòng)夾緊工件，以防止夾具突然松開現(xiàn)象的出現(xiàn)，使工件夾持可靠。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)作為應(yīng)用組合夾具的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，需要突破自動(dòng)化、智能化程度低這一難關(guān)，需提高其智能反饋應(yīng)用功能9-11。0.3 本課題研究的主要內(nèi)容 本課題研究的主要內(nèi)容分為支承座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)與支承座機(jī)械加工專用夾具設(shè)計(jì)兩部分。0.3.1支承座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （1）支承座零件的工藝性分析。分析支承座的技術(shù)要求，重點(diǎn)分析支承座的結(jié)構(gòu)工藝性，掌握制定工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)解決的主要問(wèn)題

15、。 （2）毛壞的選擇。毛坯選擇是否合理，對(duì)零件質(zhì)量、金屬消耗、機(jī)械加工質(zhì)量、加工過(guò)程和生產(chǎn)效率等都有直接的影響。毛坯的選擇包括毛坯材料、毛坯制造形式的選擇與毛坯形狀的確定。（3）工藝路線的制定。在這一部分要選擇合理的定位基準(zhǔn)，劃分加工階段并擬定工藝路線，確定各工序的加工余量和總余量，還要確定主要工序的切削用量與基本工時(shí)。本課題支承座的機(jī)械加工擬采用傳統(tǒng)加工方法。如車削外圓面，鉆床鉆孔，鏜內(nèi)孔，銑、磨平面等等。安排支承座的機(jī)械加工工序時(shí)，主要遵循基準(zhǔn)先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的幾個(gè)原則。選擇加工方法時(shí)由后一道工序往前一道工序考慮。根據(jù)支承座的生產(chǎn)批量大小來(lái)確定工序組合是采用工序集中原則還

16、是工序分散原則。0.3.2支承座專用夾具設(shè)計(jì)這一部分要確定工件的定位方式，選擇合理的定位元件，確定夾緊方式，選擇夾緊元件，確定導(dǎo)向裝置及其他裝置如分度等，并確定夾具的總體結(jié)構(gòu)及各部件的關(guān)系。設(shè)計(jì)好專用夾具后還要分析該夾具產(chǎn)生的定位誤差能否滿足加工要求。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展很快，夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件在機(jī)床向高速、高效、高精密復(fù)合智能環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾家具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊化、靈活組合、通用、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展， 同時(shí)也隨著機(jī)床加工精度的提高為了降低誤差，越來(lái)越多的廠家對(duì)家具制造的精度要求更高，其中美jergens(杰根斯)公司展出的球鎖快速裝夾系統(tǒng)，一分鐘就能將夾具定位及鎖緊在

17、機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具起到縮短停機(jī)時(shí)間提高生產(chǎn)效率的作用。由此可見國(guó)內(nèi)外的發(fā)展差距。1引言機(jī)械制造業(yè)作為整個(gè)制造行業(yè)的一個(gè)重要成部分，是國(guó)家工業(yè)體系的基礎(chǔ)，被稱為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的裝備部。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展離不開對(duì)機(jī)械制造工藝過(guò)程的研究。機(jī)械產(chǎn)品的制造工藝過(guò)程可分為熱加工工藝過(guò)程和冷加工工藝過(guò)程。本課題研究的是支承座的機(jī)械加工工藝過(guò)程主要就是指支承座的冷加工工藝過(guò)程，是利用機(jī)械加工方法直接改變毛坯形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)的工藝過(guò)程1。本課題中研究的是汽車上的填料支承座。該支承座要保證對(duì)箱體的密封作用。只有制定出正確的機(jī)械加工工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)出合理的工裝夾具，才能保證加工

18、出來(lái)的支承座的各技術(shù)參數(shù)滿足要求。2零件的工藝分析通過(guò)分析支承座的零件圖（圖2.1），確定毛坯為鑄件，材料為灰鑄鐵。對(duì)于孔，表面粗糙度ra值要求低于1.6m，一般用鉸孔即可完成加工。對(duì)于孔，表面粗糙度ra值要求低于3.2m，可以運(yùn)用精膛加工方法。對(duì)于粗糙度ra值要求1.6m的孔，采用粗拉方法即可。表面粗糙度ra值要求低于6.3m的孔，一般使用鉆孔即可實(shí)現(xiàn)。對(duì)于表面粗糙度ra值要求低于1.6m的配合表面，可以運(yùn)用精銑對(duì)其進(jìn)行加工。對(duì)于表面粗糙度ra值要求低于3.2m的平面，半精銑即可滿足要求。其余表面粗糙度值為6.3m，其它尺寸公差為自由公差3、5。圖2.13毛坯的選擇設(shè)計(jì)任務(wù)要求支承座年產(chǎn)量為

19、3000件。由此，該支承座在計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)n為：。其中，a為備品的百分率，b為廢品的百分率。取a=b=5，則（件）。查得生產(chǎn)綱領(lǐng)為3308件時(shí)的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)1。毛坯材料為ht200。由該支承座零件的結(jié)構(gòu)形狀較簡(jiǎn)單以及中批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)可以確定毛坯除了上面的孔之外可以采用砂型鑄造機(jī)器造型方式生產(chǎn)，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近16，而且應(yīng)留有一定的加工余量。毛坯的具體尺寸應(yīng)由零件的尺寸與加工余量來(lái)確定。4零件機(jī)械加工工藝路線的制定4.1定位基準(zhǔn)的選擇4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，既要保證不加工表面與加工表面的相對(duì)位置要求，又要使各個(gè)加工表面的余量分配合理化，同時(shí)以粗基

20、準(zhǔn)加工出精基準(zhǔn)。具體來(lái)講，選擇時(shí)粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇與加工表面有緊密聯(lián)系的不需要加工的表面。另外還要保證重要表面的加工余量均勻，合理分配各表面的加工余量。粗基準(zhǔn)一般說(shuō)來(lái)不得重復(fù)使用，同時(shí)還要便于工件裝夾1。因此，分析支承座零件圖可知，支承座上端面便于定位與裝夾，應(yīng)首先保證該表面加工余量的均勻。因此選擇上端面表面為粗基準(zhǔn)。4.1.2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)是用經(jīng)過(guò)加工的表面來(lái)作為定位基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)充分考慮工件的加工精度以及相對(duì)位置關(guān)系等因素。一般來(lái)講，選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有以下幾個(gè)原則：基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)和互為基準(zhǔn)1?；娴倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工

21、質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率看。否則，就會(huì)使用加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。分析支承座零件圖，可以選擇下端面表面作為精基準(zhǔn)。4.2擬定工藝路線工藝路線，英文是routing，是描述物料加工、零部件裝配的操作順序的技術(shù)文件，是多個(gè)工序的序列。工序是生產(chǎn)作業(yè)人員或機(jī)器設(shè)備為了完成指定的任務(wù)而做的一個(gè)動(dòng)作或一連串動(dòng)作，是加工物料、裝配產(chǎn)品的最基本的加工作業(yè)方式，是與工作中心、外協(xié)供應(yīng)商等位置信息直接關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，是組成工藝路線的基本單位。例如，一條流水線就是一條工藝路線，這條流水線上包含了許多的工序。工藝路線用來(lái)表示企業(yè)產(chǎn)品的在企業(yè)的一個(gè)加工路線（加工順序）和在各個(gè)工序中的標(biāo)

22、準(zhǔn)工時(shí)定額情況。是一種計(jì)劃管理文件不是企業(yè)的工藝文件，不能單純的使用工藝部門的工藝卡來(lái)代替。工藝卡主要是用來(lái)指定工人在加工過(guò)程中的各種操作要求和工藝要求，而工藝路線則強(qiáng)調(diào)加工的順序和工時(shí)定額情況，主要用來(lái)進(jìn)行工序排產(chǎn)和車間成本統(tǒng)計(jì)。4.2.1加工方法的選擇和加工階段的劃分選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)選定最終加工方法，再依次選擇前面各工序的加工方法。對(duì)于孔，表面粗糙度ra值要求低于1.6m，其加工方案可以為鉆擴(kuò)鉸，以滿足工藝要求。對(duì)于2個(gè)孔，表面粗糙度ra值要求低于1.6m，且同軸度為0.03，方案也可以為鉆擴(kuò)鉸。對(duì)于孔，表面粗糙度ra值要求低于3.2m，可以運(yùn)用粗鏜半精鏜精

23、鏜的加工過(guò)程以實(shí)現(xiàn)孔的加工。對(duì)于端面上的3個(gè)孔及3個(gè)孔，表面粗糙度ra值要求低于6.3m，方案可以為鉆鉸的加工方法。對(duì)于對(duì)于表面粗糙度ra值要求低于1.6m13的平面，因其要與其他表面進(jìn)行配合，精度要求較高，可以運(yùn)用粗銑半精銑精銑對(duì)其進(jìn)行加工以獲得良好的加工表面。而對(duì)于表面粗糙度ra值要求低于3.2m的平面，粗銑半精銑即可滿足要求。其余未注明表面粗糙度值為6.3m，鑄造后進(jìn)行粗磨即可。零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分粗加工、半精加工、精加工、光整加工幾個(gè)階段1。粗加工階段加工精度相對(duì)較低，所受切削力也較大。其主要目的是以較快的速度切去大部分金屬的加工余量，以節(jié)約時(shí)間。半精加工階段

24、加工精度比粗加工高，但低于精加工階段，它為工件的精加工作準(zhǔn)備。精加工階段一般放在最后，使工件達(dá)到圖紙要求尺寸精度。對(duì)于精度要求十分高，表面粗糙度值要求很低的工件，需要安排光整加工階段。對(duì)于支承座的加工，大部分表面都需要經(jīng)過(guò)粗、半精、精加工階段。其中底平面還需安排光整加工。合理劃分加工階段和安排順序，有得于保證支承座的加工精度，也能盡量避免經(jīng)過(guò)精加工的表面在加工過(guò)程中受到損壞。4.2.2工藝路線的擬定編寫工藝路線的過(guò)程包括確定原材料、毛坯；基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)資料，查閱企業(yè)庫(kù)存材料標(biāo)準(zhǔn)目錄；依據(jù)工藝要求確定原材料、毛坯的規(guī)格和型號(hào)；確定加工、裝配順序即確定工序；根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的條件和將來(lái)可能有的條件、類似

25、的工件、標(biāo)準(zhǔn)的工藝路線和類似的工藝路線以及經(jīng)驗(yàn)，確定加工和裝配的順序；選定工作中心，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的能力和將來(lái)可能有的條件；基于尺寸和精度的要求，確定各個(gè)作業(yè)的額定工時(shí)等。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用工具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 加工階段劃分后要合理安排各工序的組合。工序分散還是集中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、圖紙要求以及生產(chǎn)條件等因素來(lái)決定。支承座的生產(chǎn)屬于中批生產(chǎn)，可以提高工序的集中程度。在安排工序的先后順序時(shí)，一般應(yīng)遵循基準(zhǔn)先行

26、、先粗后精、先主后次、先面后孔、關(guān)鍵工序等幾個(gè)原則1。支承座機(jī)械加工工藝流程圖如圖4.1所示。精銑下端面鏜孔 粗鏜半精鏜精鏜鉸孔鉆孔擴(kuò)孔半精銑粗銑銑孔端面粗銑車銑下端面鑄造時(shí)效處理鉆孔鉸孔圖4.1支承座機(jī)械加工工藝流程fig.4.1 machining process flow of the alter支承座的加工路線擬定如下：工序10 粗銑下端面工序20 粗銑孔端面工序30 半精銑孔端面工序40 鉆孔 工序50 擴(kuò)孔工序60 鉸孔 工序70 鉆2個(gè)孔工序80 鉸2個(gè)孔 工序90 半精銑下端面 工序100 粗鏜內(nèi)圓工序110 半精鏜內(nèi)圓工序120 精鏜內(nèi)圓工序130 鉆3個(gè)孔工序140 鉸3個(gè)

27、孔 工序150 鉆3個(gè)孔工序160 鉸3個(gè)孔工序170 精銑下端面工序180 去毛刺工序190 終檢4.3加工余量和工序尺寸的擬定為保證零件質(zhì)量，一般至少要從毛坯上切除一層材料。毛坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。合理選擇加工余量，對(duì)確保零件的加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要意義。確定工序余量的基本方法主要有分析計(jì)算法、查表修正法、經(jīng)驗(yàn)估算法等。一般可以按照查表法確定工序間的加工余量，選用時(shí)為了縮短加工時(shí)間，應(yīng)采用最小的加工余量，還要考慮工序尺寸公差的選擇。加工余量應(yīng)保證圖樣上規(guī)定的表面粗糙度與精度，并且使本道工序余量大于上道工序的尺寸公差和幾何形狀公差。這里選擇查表修正法來(lái)確定支承

28、座機(jī)械加工各工序余量和總余量。查機(jī)械加工余量手冊(cè)4可以得到各表面在各種加工方法下的加工余量。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，我們可以分別確定個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸如下:表4.1下端面加工尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果tab. 4.1 calculations of machining dimensions and tolerances of end surfaces below工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）毛坯14ct10ra25粗銑下端面2.012it13ra12.5半精銑下端面1.310.7it9ra6精

29、銑下端面 0.710it6ra1.6 表4.2孔端面加工尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果tab. 4.2 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces 工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）毛坯34.0ct10ra25粗銑孔端面1.033.0it13ra12.5半精銑孔端面1.032.0it10ra3.2表4.3 孔加工尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果tab.4.3 calculations of machining dimensions and toleran

30、ces of hole surfaces工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）鉆1515it12ra25擴(kuò)14.829.8it10ra6.3鉸 0.2 30it7ra1.6表4.4 大端面上孔加工尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果tab.4.4 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces in big surface工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）鉆9.79.7it12ra25鉸

31、0.310it9ra6.3表4.5 孔加工尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果tab.4.5 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）鉆7.87.8it12ra25鉸0.28it9ra6.3表4.6 孔加工尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果tab.4.6 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces工序（工步）工序（工步）余量（mm）工

32、序基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）鉆9.89.8it12ra6.3鉸0.210it9ra1.6表4.7 孔加工尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果tab.4.12 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）毛坯38.5ct9ra25粗鏜2.440.9it12ra12.5半精鏜1.041.9it10ra6.3精鏜0.142it8ra3.24.4切削用量的確定各工序的切削用量可以根據(jù)切削

33、用量手冊(cè)6來(lái)查取。1）工序10 粗銑下端面。（1）選擇機(jī)床與刀具。選擇機(jī)床型號(hào)為x52k，刀具為端銑刀，牌號(hào)為yg6的硬質(zhì)合金。車刀相關(guān)幾何形狀尺寸為：端銑刀直徑為160mm，銑削寬度為mm，齒數(shù)14，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角。（2）選擇切削用量。 由于是粗加工，所以最好一次切除工序余量，故取背吃刀量。 查表6，得每齒進(jìn)給量。查得刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為后刀面最大磨損限度不超過(guò)1.5mm。車刀耐用度。切削速度v可以通過(guò)表格中的公式計(jì)算出來(lái)，查表可知：當(dāng)時(shí)，并在此時(shí)查得，各修正系數(shù)為：，那么計(jì)算得，根據(jù)x52k車床說(shuō)明書，選擇。因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為： （3）校驗(yàn)機(jī)床功率。由查表近似得到

34、 根據(jù)x52k型立銑說(shuō)明書，機(jī)床主軸允許的功率為 故因此之前所選擇的切削用量均為可以采用的數(shù)據(jù)，即：。（4）計(jì)算基本工時(shí)。 基本工時(shí)。其中，。查表，車削時(shí)的切入量和超切量則l=120+34=154mm,那么，即本工序基本工時(shí)約為22.1s。2）工序40鉆孔。（1）選擇機(jī)床與刀具。選擇車床型號(hào)z525型立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆頭。鉆頭的幾何形狀為雙錐修磨橫刃，b=1.5mm，l=3mm。（2）選擇切削用量。1.決定進(jìn)給量f。 根據(jù)加工要求決定進(jìn)給量：查表可知，當(dāng)加工要求為7級(jí)精度，鑄鐵的強(qiáng)度大于200hb，時(shí)，f=0.37-0.45mm/r。因?yàn)閘/d=20/15=1.3，無(wú)需修正，故f=0

35、.37-0.45mm/r。取f=0.4mm/r。2. 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。 由表格查知，當(dāng)時(shí)，鉆頭的后刀面最大磨損量可以取值為0.6mm，耐用度t=3600s。3. 決定切削速度。 查表可知，f=0.4mm/r,時(shí),=0.45m/s。切削速度的修正系數(shù)為：故 根據(jù)z525鉆床說(shuō)明書，可以考慮選擇=6.53rps，但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具耐用度下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取f=0.28mm/r；（3）校驗(yàn)機(jī)床功率及扭矩。查表，當(dāng)時(shí)，=。扭矩的修正系數(shù)均為1.0，故。根據(jù)z525鉆床說(shuō)明書，當(dāng)n=6.53r/s時(shí)，。根據(jù)表可知，。根據(jù)z525鉆床說(shuō)明書，=2.26kw。由于，,

36、故選擇之切削用量可用，即 0.28mm/r， 6.53r/s，0.38m/s。（4）計(jì)算基本工時(shí)。 基本工時(shí)。其中，。查表，車削時(shí)的切入量和超切量。那么，即本工序基本工時(shí)約為19.1s。3） 工序50 擴(kuò)孔。（1） 選擇機(jī)床與刀具。 選擇機(jī)床型號(hào)為z535立式鉆床。選擇刀具為硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆，直徑d=30mm.擴(kuò)孔鉆幾何形狀為前角，后角，切削錐角。（2） 確定切削用量。當(dāng)擴(kuò)孔鉆直徑，加工材料為ht200的工件時(shí)，切削進(jìn)給量為（0.91.3）mm/r。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取進(jìn)給量。背吃刀量。查表，鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為后刀面最大磨損量小于1.4mm。刀具耐用度t=4800s。鉸孔切削速度。查表，得，。又，。

37、代入數(shù)據(jù)，得切削速度。轉(zhuǎn)速。綜上所述，切削用量為：，。（3）計(jì)算基本工時(shí)?；竟r(shí)。其中，。擴(kuò)孔深度，切入長(zhǎng)度。那么，基本工時(shí)。 4)工序140 鉸3個(gè)孔（1）選擇機(jī)床與刀具。選擇機(jī)床型號(hào)為z535立式鉆床。選擇高速鋼直柄機(jī)用鉸刀，直徑。鉸刀幾何形狀為：前角，后角，齒背傾斜角，切削錐角，刀齒螺旋角。（3） 確定切削用量。當(dāng)鉸刀直徑，加工材料為ht200的工件時(shí)，切削進(jìn)給量為（0.651.3）mm/r。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取進(jìn)給量。背吃刀量。查表，鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為后刀面最大磨損量小于0.6mm。刀具耐用度。鉸孔切削速度。查表，得，。又，。代入數(shù)據(jù)，得切削速度。轉(zhuǎn)速。綜上所述，切削用量為：，。（3）計(jì)

38、算基本工時(shí)?；竟r(shí)。其中，。鉸孔深度，切入長(zhǎng)度。那么，基本工時(shí)。5）工序170精銑下端面。（1）選擇機(jī)床與刀具。選擇銑床型號(hào)仍為x52k立式銑床，刀具為標(biāo)準(zhǔn)高速鋼莫氏錐柄立銑刀，銑刀直徑確定為。銑刀齒數(shù)為6。刀具的幾何形狀為：前角，周齒后角，端齒后角，刀齒螺旋角為。（2）選擇切削用量。本工序?yàn)榫庸?，加工余量較小，故取背吃刀量。銑削寬度。查表，每齒進(jìn)給量。銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為后刀面最大磨損限度在0.25mm之內(nèi)，銑刀平均耐用度。切削速度。查表，得，。又，。那么，計(jì)算出切削速度。則，。根據(jù)x52k銑床說(shuō)明書，確定轉(zhuǎn)速。則實(shí)際切削速度。，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書確定。則。綜上所述，該工序切削用量為：，。（3）

39、校驗(yàn)機(jī)床功率。切削時(shí)的圓周力。其中，。代入數(shù)據(jù)，可以得到圓周力。切削功率。查得x52k銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為，效率。那么，。因?yàn)?，故機(jī)床功率滿足要求。（4） 計(jì)算基本工時(shí)?；竟r(shí)。其中，。查表，切削時(shí)的切入量和超切量。那么，即本工序基本工時(shí)約為6.3s。5量檢具的選擇檢驗(yàn)光滑工件的尺寸，可以選擇通用量具，也可以選擇使用極限量規(guī)。分析支承座零件圖，其孔的尺寸公差和形位公差關(guān)系采用獨(dú)立原則，故它們的實(shí)際尺寸和形位誤差分別可以選擇使用通用測(cè)量器具來(lái)測(cè)量14。由于該支承座各個(gè)孔的尺寸公差均為自由公差，精度要求不高，故可選用分度值為0.005mm的比較儀進(jìn)行測(cè)量，各個(gè)孔的尺寸的檢驗(yàn)如下：1） 檢驗(yàn)孔。查

40、表14可知，可以確定安全裕度，測(cè)量器具不確定度允許值。查得，當(dāng)基本直徑為30mm時(shí)，分度值為0.005mm的比較儀的不確定度值為0.0020mm，小于0.0056mm。故可滿足檢驗(yàn)要求。按內(nèi)縮方案檢驗(yàn)孔時(shí)的驗(yàn)收極限為：上驗(yàn)收極限。下驗(yàn)收極限。當(dāng)現(xiàn)有測(cè)量器具的不確定度（）達(dá)不到“小于或等于檔允許值（）”這一要求時(shí)，可選用表中的第檔（），重新選擇測(cè)量器具，依此類推，第檔（）滿足不了要求時(shí)，可選用第檔（）。2） 檢驗(yàn)孔。查表14可知，可以確定安全裕度，測(cè)量器具不確定度允許值。查得，當(dāng)基本直徑為42mm時(shí)，分度值為0.005mm的比較儀的不確定度值為0.0020mm，小于0.0038mm。故可滿足檢驗(yàn)

41、要求。按內(nèi)縮方案檢驗(yàn)孔時(shí)的驗(yàn)收極限為：上驗(yàn)收極限。下驗(yàn)收極限。3） 檢驗(yàn)孔。查表14可知，可以確定安全裕度，測(cè)量器具不確定度允許值。查得，當(dāng)基本直徑為8mm時(shí)，分度值為0.005mm的比較儀的不確定度值為0.0020mm，小于0.0023mm。故可滿足檢驗(yàn)要求。按內(nèi)縮方案檢驗(yàn)孔時(shí)的驗(yàn)收極限為：上驗(yàn)收極限。下驗(yàn)收極限。4） 檢驗(yàn)查表14可知，可以確定安全裕度，測(cè)量器具不確定度允許值。查得，當(dāng)基本直徑為10mm時(shí)，分度值為0.005mm的比較儀的不確定度值為0.0020mm，小于0.0027mm。故可滿足檢驗(yàn)要求。按內(nèi)縮方案檢驗(yàn)孔時(shí)的驗(yàn)收極限為：上驗(yàn)收極限。下驗(yàn)收極限。6鉆夾具設(shè)計(jì)6.1確定設(shè)計(jì)方

42、案該鉆夾具用于加工支承座大端面上圓周均布的3個(gè)孔。在此夾具上，支承座工件可以完成鉆孔與鉸孔兩道工序。6.2確定定位方式與定位元件加工端面3個(gè)通孔時(shí)，可采用三個(gè)支承釘和一個(gè)心軸及一個(gè)擋銷等定位元件來(lái)限制工件的自由度。支承釘可限制支承座工件三個(gè)自由度，用一個(gè)心軸可限制工件的方向的兩個(gè)自由度，用擋銷限制工件的方向自由度，總共可限制工件的六個(gè)自由度，屬于完全定位。由于此六個(gè)孔的位置精度要求不高，在鉆孔之前，支承座的下端面已經(jīng)加工過(guò)，故可通過(guò)定位來(lái)作為加工孔的定位基準(zhǔn)。6.3確定導(dǎo)向裝置由于在此套夾具上要完成鉆孔與鉸孔兩道工序，故為了方便鉆孔完成后鉸孔，導(dǎo)向裝置應(yīng)采用快換鉆套。鉆孔與鉸孔時(shí)選擇的鉆套分別

43、為鉆套、鉆套。由于加工孔的精度要求不高，為了方便裝卸工件，本夾具采用固定式鉆模板。鉆孔時(shí)，鉆模板用內(nèi)六角螺栓與圓柱銷釘固定18。6.4確定夾緊機(jī)構(gòu)6.4.1工件的夾緊根據(jù)支承座工件的定位方式，工件只需沿軸向夾緊。本套夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用六角螺母和開口墊圈夾緊工件。夾緊機(jī)構(gòu)是否能可靠夾緊工件需經(jīng)過(guò)驗(yàn)算。查表，當(dāng)鉸刀直徑，進(jìn)給量時(shí)，鉸孔的軸向力約為。加工條件改變時(shí)軸向力修正系數(shù)。故軸向力。查表，得鉸該孔時(shí)產(chǎn)生的扭矩約為。修正系數(shù)，故扭矩。那么螺栓所需預(yù)緊力。其中，為防滑系數(shù)，為接合面的摩擦系數(shù)。則，。螺桿總拉力。其中，為螺桿的相對(duì)剛度。那么，總拉力?？紤]到系統(tǒng)剛度與切削力的變化，取安全系數(shù)，則

44、實(shí)際需要的夾緊力。m8的螺桿危險(xiǎn)截面直徑。根據(jù)，螺桿材料為45鋼，其屈服強(qiáng)度。那么。因此，工件可以被可靠夾緊。6.4.2分度裝置的夾緊分度裝置的夾緊采用圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)。圓偏心夾緊必須保證自鎖，自鎖條件為。其中，e為偏心距，d為偏心輪直徑，f為摩擦因數(shù)15。圓偏心輪夾緊行程。其中，為工件夾緊面至定位面的尺寸公差，為工件裝卸所需間隙，為夾緊裝置夾緊時(shí)的彈性變形量，為夾緊行程貯備量。故夾緊行程。用偏心輪轉(zhuǎn)角作為工作段時(shí)，偏心距。取摩擦因數(shù)，根據(jù)自鎖條件，偏心輪直徑那么，取偏心輪直徑為。夾緊力大小。其中設(shè)為手柄所受轉(zhuǎn)矩，為摩擦因數(shù)，。則代入數(shù)據(jù)，可得到夾緊力為。顯然，夾緊力。所以分度裝置能夠可靠夾緊。

45、6.5定位誤差分析支承座由定位套與一平面限制六個(gè)自由度。由于三個(gè)孔都是通孔，所以不存在沿軸線方向上的定位誤差。加工孔的徑向定位是靠定位套與鉆套間的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)保證。三個(gè)孔的尺寸公差為自由公差，按gb/t1084-92線性尺寸的未注公差標(biāo)準(zhǔn)，公差等級(jí)為中等時(shí)，該孔沿徑向尺寸的極限偏差為。為保證徑向誤差不超過(guò)此值，取定位套與鉆套相對(duì)位置線性尺寸公差為此極限的五分之一18，即。沿圓周均布的三個(gè)孔的分度定位靠分度盤來(lái)保證。分度盤定位孔沿圓周的角度公差按未注公差角度的極限偏差標(biāo)準(zhǔn)選取。分度盤定位孔的分度精度決定了該工序加工孔沿圓周的分度精度。6.6基于pro/e的夾具三維建模pro/engineer是

46、美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司研發(fā)集cad/cam/cae技術(shù)于一身的三維軟件。該軟件采用模塊化方式，可以進(jìn)行草圖繪制、零件繪制、裝配、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等等。參數(shù)化設(shè)計(jì)、基于特征建模、單一數(shù)據(jù)庫(kù)是該軟件的幾大特點(diǎn)?；趐ro/e軟件繪制零件圖和裝配圖，使夾具的設(shè)計(jì)變得更加簡(jiǎn)易、靈活。數(shù)據(jù)全相關(guān)這一特點(diǎn)使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中若任何一部分改動(dòng)，設(shè)計(jì)前后的整個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)相應(yīng)改動(dòng)，便于修改與優(yōu)化?；趐ro/e的支承座夾具設(shè)計(jì)所得裝配圖如圖6.1所示。圖6.2為其爆炸圖。圖6.1支承座夾具三維裝配圖fig.6.1 three-dimensional assembly drawing of the fixture of t

47、he alter 圖6.2支承座夾具三維裝配爆炸圖fig.6.2 explode view of three-dimensional assembly drawing of the fixture of the alter 6.7夾具操作說(shuō)明本套夾具用于鉆、鉸大端面上沿大端面均布的三個(gè)孔。裝夾工件時(shí)，翻起固定式鉆模板，將工件定位在定位套中，用開口墊圈與六角螺母將工件夾緊。鉆模板上裝上鉆套。翻下鉆模板，轉(zhuǎn)動(dòng)菱形螺母固定好鉆模板，偏心軸在彈簧力的作用下插入分度盤的定位孔中，同時(shí)扭轉(zhuǎn)偏心軸鎖緊分度裝置，便可以開始鉆第一個(gè)孔。鉆完一個(gè)孔后，拔出偏心軸并轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤，使偏心軸插入下一個(gè)定位孔中，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸鎖緊分度盤，開始鉆下一個(gè)孔。按這樣的方式鉆完六個(gè)孔后，轉(zhuǎn)動(dòng)快換鉆套使螺釘頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊平面，取出鉆套，換上鉆套、鉆套。按照前面的方法依次鉸完三個(gè)孔。卸取工件時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)菱形螺母，翻起鉆模板，松開螺母與開口墊圈，取下工件，再換裝下一個(gè)工件。7總結(jié)本文給出了支承座的機(jī)械加工工藝方案，制定出了支承座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，并設(shè)計(jì)出了鉆、鉸端面三個(gè)孔這兩重要工序的專用夾具。合理的支承座加工工藝規(guī)程是加工出合格支承座的重要技術(shù)保證。本文通過(guò)仔細(xì)分析零件的工藝性，根據(jù)零件各表面的各項(xiàng)技術(shù)要求，按照制定工藝規(guī)程的一般方法，制定出支承座的