右箱蓋加工工藝及第一道機加工夾具設(shè)計預(yù)案

67/671引言隨著時代不斷進步，經(jīng)濟飛速進展，生活水平的逐年提高，人們的環(huán)保意識，自我安全意識也在不斷加強，同時也使人們對各種產(chǎn)品的要求更高了，汽油機顯然更符合現(xiàn)在人們的需求。相比教于柴油機，汽油機的優(yōu)點更加突出。汽油機輕巧、制造成本低、工作效率高、節(jié)約能源、噪聲較小、低溫啟動性較好、使用和維護方便，以在機械、華工、醫(yī)藥、防止、微電子、食品、運輸?shù)阮I(lǐng)域得到了越來越廣泛的運用[1]。在當今的中國社會，經(jīng)濟進展方式正由粗放密集型轉(zhuǎn)向節(jié)約內(nèi)項型，原來的生產(chǎn)方式必須進行比較大的變革。這就要求的在最短的時刻內(nèi)，制造出最高的加工效率，而且還要保證較高的生產(chǎn)質(zhì)量。機械加工中的機床就必須符合這種條件下的生產(chǎn)加工[4]。我國小型汽油機從20世紀50年代開始生產(chǎn)，至今已初具規(guī)模，但隨著改革開放的深化，國民經(jīng)濟的飛速進展，小型汽油機在產(chǎn)量、品種、質(zhì)量、技術(shù)水平和配套等方面進展速度緩慢，不能適應(yīng)市場需要。林海集團以小型林業(yè)機械為主，生產(chǎn)小型汽油機的歷史都在30年以上，產(chǎn)品有油鋸、風力滅火機、割灌機、割草機、噴霧機和水泵等。林海集團、西北林機廠的年產(chǎn)能力（指通用汽油機）都在10萬臺上。從1997~1999年，林海集團以摩托車產(chǎn)品為主，產(chǎn)量2.1~2.3萬臺。SPE175F型汽油機是江蘇林海動力機械集團生產(chǎn)的一款新式汽油機。江蘇林海動力機械集團具有五十多條研制和生產(chǎn)小型動力及配套機械的歷史，有著強大的產(chǎn)品開發(fā)研制的能力。先后研制開發(fā)了排量從26ML到520ML的各種類型的二沖程、四沖程汽油機，臥式、立式、風冷、強制風冷、水冷、油冷及各種啟動方式和用途的汽油發(fā)動機以及各類配套動力機械。現(xiàn)在集團要緊的產(chǎn)品有通用發(fā)動機及小型汽油機發(fā)電組、油鋸、風力滅火器、割灌機等配套機械；大批量生產(chǎn)雅馬哈摩托車及摩托車發(fā)動機等；此外ATV、CUV等特種車輛暢銷國內(nèi)外市場。SPE175F是一款單缸汽油機，要緊作為配套機械，使用在如油鋸，割草機，小型水泵等小動力機械工件上，具有良好的市場效益。1.1加工零件所謂通用小型汽油機，是指除車用及專門用途以外的汽油機，其標定功率一般在30kw以下。它要緊作為農(nóng)林植保機械、小型農(nóng)機具、園林機械、發(fā)電機組、建筑機械、舷外機械等的配套動力。由于通用小型汽油機體積小、重量輕、價格廉價、使用方便．因此在各種機具配套中占有重要位置,小型車用汽油機是當前世界各國轎車工業(yè)進展的要緊機型之一[1]。箱體類零件是機器及其部件的基礎(chǔ)件。箱體類零件一般起著支承、容納、定位和密封等作用。它將機器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關(guān)系裝配成一個整體，并按預(yù)定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)運動，起著支承、容納、定位和密封等作用[2]。1.2機械加工工藝機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)[3]，因此工藝規(guī)程編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的重要保證和重要依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計在加深對課程差不多理論的理解和加強對解決工程實際問題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮著極其重要的作用[4]。任何一個較為復(fù)雜的機械零件，都有不同的加工工藝方案，特不是一個新產(chǎn)品，從開發(fā)設(shè)計，試制，小批量投產(chǎn)到產(chǎn)品進展和成熟時期的大批量生產(chǎn)，都要經(jīng)歷不同的生產(chǎn)批量過程[5]。作為組成這一產(chǎn)品的機械零件必須依照生產(chǎn)批量來確定其工藝方案，現(xiàn)以變速箱體為例，講明在不同生產(chǎn)批量情況下，如何合理選擇定位基準，采納適宜的生產(chǎn)設(shè)備和工藝手段，以保證加工質(zhì)量可靠，滿足市場的需求。達到生產(chǎn)批量的能力，同時投資小，見效快，成本低，從而獲得企業(yè)的最大經(jīng)濟效益[6]。生產(chǎn)過程是將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善匪M行的全部過程。一般包括毛坯制造、零件加工、零件裝配、部件或產(chǎn)品試驗檢測等時期。在生產(chǎn)過程中，工藝過程占有重要的地位。工藝過程是與改變原材料或半成品成為成品直接有關(guān)的過程。它包括鍛壓、鑄造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、表面處理、裝配和試車等[7]。機械加工工藝過程在工藝過程占有重要的地位。它是指用機械加工的方法逐步改變毛坯的狀態(tài)（形狀、尺寸和表面質(zhì)量），使之成為合格的零件進行機械加工工藝過程是由一系列順序排列的工序組成的，而工序又包括工步、走刀、安裝和工位等內(nèi)容。毛坯依次通過這些工序而成為成品[6]。工序卡片是工藝規(guī)程的一種形式。它是按零件加工的每一道工序編制的一種工藝文件。它的內(nèi)容包括：每一工序的詳細操作、操作方法和要求等。它適用于大量生產(chǎn)的全部零件和成批生產(chǎn)的重要零件。在單件小批生產(chǎn)中，一些特不重要的工序也需要編制工序卡片[10]。工藝過程的制訂，可能是在現(xiàn)有工廠的條件下，或者是在新設(shè)計的工廠條件下進行。關(guān)于前者，要緊應(yīng)從現(xiàn)有的設(shè)備和工藝裝備動身，來制訂較為合理的工藝過程，使現(xiàn)有的設(shè)備得到充分的利用；關(guān)于后者，則能夠依照需要并考慮當前可能的條件來選擇設(shè)備，因而可采納較為先進的設(shè)備。此外，要注意新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用[9]。零件圖是工藝設(shè)計的原始資料和差不多依據(jù)，工藝過程的設(shè)計必須能保證零件圖上的全部要求。進行零件圖的工藝分析時，要認真地熟悉零件的構(gòu)造及其技術(shù)要求，了解零件的工作條件、各部分的作用，并按制圖規(guī)則繪制零件圖。通過毛坯設(shè)計，應(yīng)會正確地選擇毛坯，并熟悉毛坯設(shè)計的內(nèi)容和要求。首先要依照零件的結(jié)構(gòu)、材料、生產(chǎn)規(guī)模、機械加工的要求（余量，基準等）決定毛坯的制造方法。然后（對鍛造和鑄造毛坯）確定其形狀、出模角、圓角半徑及技術(shù)條件。毛坯的尺寸和公差則在詳細擬定零件機械加工工藝路線以后，依照各工序加工余量決定總加工余量及毛坯尺寸和公差。制訂工藝過程時，首先要制訂工藝路線，然后詳細進行工序設(shè)計，這兩個過程是相互聯(lián)系的，需進行反復(fù)和綜合的分析。制訂工藝路線是制訂工藝過程的總體布局，其任務(wù)是確定工序的數(shù)量、內(nèi)容和順序.輔助工序的種類較多，包括去毛刺、倒棱、清洗、防銹、去磁、平衡和檢驗等。輔助工序也是必要的工序，若安排不當或遺漏，將會阻礙產(chǎn)品質(zhì)量，甚至使機器不能使用。如未去凈的毛刺將阻礙裝夾、測量和裝配精度以及工人安全；潤滑油中未去凈的切屑將阻礙機器的使用質(zhì)量；研磨、珩磨后沒清洗過的工件會帶入殘存的砂粒，加劇工件在使用中的磨損；用磁力夾緊的工件沒有安排去磁工序，會使帶有磁性的工件進入裝配線，阻礙裝配質(zhì)量[12]。檢驗工序更是必不可少的工序。它對保證質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品起到重要作用。1.3夾具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。設(shè)計方案的確定是一項十分重要的設(shè)計程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)計的成敗。因此，寧可在那個地點多花一點時刻充分地進行研究、討論，而不要急于繪圖、草率從事。最好制訂兩種以上的結(jié)構(gòu)方案，進行分析比較，確定一個最佳方案。（1）確定定位方法，選擇定位元件。定位應(yīng)符合“六點定則”。定位元件盡可能選用標準件，必要時可在標準元件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上作一些修改，以滿足具體設(shè)計的需要。（2）確定夾緊方式，設(shè)計夾緊機構(gòu)。夾緊能夠用手動、氣動、液壓或其他力源形式。重點應(yīng)考慮夾緊力的大小、方向、作用點，以及作用力的傳遞方式，看是否會破壞定位，是否會造成工件過量變形，是否能滿足生產(chǎn)率的要求。關(guān)于氣動、液壓夾具，應(yīng)考慮氣（液壓）缸的形式、安裝位置、活塞桿長短等。（3）確定夾具整體結(jié)構(gòu)方案。定位、夾緊確定之后，還要確定其他機構(gòu)，如對刀裝置、導(dǎo)引元件、分度機構(gòu)、頂出裝置等。最后設(shè)計夾具體，將各種元件、機構(gòu)有機地連接在一起。（4）夾具精度分折。在繪制的夾具結(jié)構(gòu)草圖上，標注出初步確定的定位元件的公差配合關(guān)系及相互位置精度，然后計算定位誤差，依照誤差不等式關(guān)系檢驗所規(guī)定的精度是否滿足本工序加工技術(shù)要求，是否合理。否則應(yīng)采取措施后（如重新確定公差，更換定位元件，改變定位基準，必要時甚至改變原設(shè)計方案）重新分析計算。（5）夾具夾緊力分析。首先應(yīng)計算切削力大小，它是計算夾緊力的要緊依據(jù)[14]。夾具裝配總圖應(yīng)能清晰地表示出夾具的工作原理和結(jié)構(gòu)，各元件間相互位置關(guān)系相外廓尺寸。主視圖應(yīng)選擇夾具在機床上使用時正確安放時的位置，同時是工人操作面對的位置。夾緊機構(gòu)應(yīng)處于“夾緊”狀態(tài)下。要正確選擇必要的視圖、剖面、剖視以及它們的配置。盡量采納1：1的比例繪制[13]。講明書是課程設(shè)計總結(jié)性文件。通過編寫講明書，進一步培養(yǎng)學生分析、總結(jié)和表達的能力，鞏固、深化在設(shè)計過程中所獲得的知識，是本次設(shè)計工作的一個重要組成部分[15]。畢業(yè)設(shè)計是最后的一個要緊的實踐性的教學環(huán)節(jié),是一次理論聯(lián)系實際的綜合性訓練，是培養(yǎng)學生獨立考慮和科學工作方法重要的實踐性的過程。設(shè)計的目的和要求在于培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和技能去分析和解決機械工程實際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點,生產(chǎn)觀點和經(jīng)濟觀點。樹立正確的設(shè)計思想和嚴肅認確實工作態(tài)度,培養(yǎng)學生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻資料,手冊進行工程運籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨立工作能力.在做畢業(yè)設(shè)計中,通過到林海工廠的實際調(diào)研,對設(shè)計內(nèi)容有了差不多的了解,并認真觀看和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在許國宏教授級高級工程師的指導(dǎo)下完成了設(shè)計任務(wù),并編寫了設(shè)計講明書。就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己以后將從事的工作進行一次適應(yīng)訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力和經(jīng)驗的有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。2綱領(lǐng)的計算2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)如上圖所示的是SPE175上的右蓋，(江蘇林海動力機械集團)則該產(chǎn)品年產(chǎn)量為20000件,(1件/臺)殼體,設(shè)備品率為17%機械加工廢品率為0.5%,現(xiàn)制定該零件的機械加工工藝流程。生產(chǎn)綱領(lǐng)NN=Qn(1+a%+b%)=20000ⅹ(1+17%+0.5%)=23500(件/年)技術(shù)要求：(1)未注壁厚3，未注圓角R1-2，未注拔模斜度1°-2°；(2)鑄件尺寸公差為GB6414-1999中CT6級,壁厚公差為GB6414-1999中CT7級;(3)鑄件表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量按JB2702-80-Ⅱ-Y要求;(4)鑄件熱處理T,硬度85-90HB,抗拉強度σp=190-270MPa；(5)未注加工尺寸公差為GB/T1804-f，形位公差為H級；(6)去除尖角毛刺。2.2生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍=22天ⅹ12個月ⅹ8小時ⅹ60分ⅹ單雙班ⅹ90%/生產(chǎn)綱領(lǐng)=22ⅹ12ⅹ8ⅹ60ⅹ1ⅹ90%/23500=4.9分鐘2.3生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)對工廠的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織有著決定性的作用，包括覺得各工作點的專業(yè)化程度，加工方法，加工工藝設(shè)備和工裝等。同一種產(chǎn)品，生產(chǎn)綱領(lǐng)不同也會有完全不同的生產(chǎn)過程和專業(yè)化程度，即有著完全不同的生產(chǎn)組織類型。生產(chǎn)類型是對生產(chǎn)規(guī)模的一種分類。依照零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、尺寸大小和復(fù)雜程度以及生產(chǎn)專業(yè)化程度的不同，一般生產(chǎn)組織類型可分為單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)，和大量生產(chǎn)三種，其中成批生產(chǎn)可分為大批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)，下表2-1是各種生產(chǎn)組織治理類型的劃分，從工藝特點上看單件生產(chǎn)與小批生產(chǎn)相近，大批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)相近，因此在生產(chǎn)中一般按單件小批，中批，大批大量生產(chǎn)來劃分生產(chǎn)類型，這三種類型有著各自的工藝特點[6]。零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）生產(chǎn)類型重型機械中型機械輕型機械單件生產(chǎn)小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批生產(chǎn)大量生產(chǎn)≤5＞5～100＞100～300＞300～1000＞1000≤20＞20～200＞200～500＞500～5000＞5000≤100＞100～500＞500～5000＞5000～30000＞50000表2-1各種生產(chǎn)類型的規(guī)范因此綜上所講，依照生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，能夠確定該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。生產(chǎn)類型的不同，產(chǎn)品制造的工藝方法、所用的設(shè)備和工藝裝備及生產(chǎn)的組織方式均不相同。大批大量生產(chǎn)采納高效率的工藝方法及設(shè)備，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，單件成本可大大降低。單件小批量生產(chǎn)采納通用設(shè)備及工裝時，生產(chǎn)成本較高；采納數(shù)控機床或加工中心等先進設(shè)備時，也能實現(xiàn)高質(zhì)量和高效率。各種生產(chǎn)類型的工藝特征見下表2-2.表2-2各種生產(chǎn)類型的工藝特征工藝特征生產(chǎn)類型單件小批中批大批大量零件的互換性用修配法，鉗工修配，缺乏互換性大部分具有互換性。裝配精度要求高時，可用分組裝配法和調(diào)整法，同時還保留某些修配法具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處，采納分組裝配和調(diào)整法毛坯制作的方法與加工余量木模手工造型或自由鍛造，毛坯精度低，加工余量大部分采納金屬模鑄造或模鍛。毛坯精度和加工余量中等廣泛采納金屬模機器造型、模鍛或其他高效方法。毛坯精度高，加工余量小機床設(shè)備及其布置形式通用機床。按機床類不采納機群式布置；也可用數(shù)控機床、加工中心等部分通用機床和高效機床。按工件類不分工段排列設(shè)備；也可用數(shù)控機床、加工中心等廣泛采納高效專用機床及自動機床。按流水線和自動線排列設(shè)備工藝裝備大多采納通用夾具標準附件、通用刀具和萬能量具。靠劃線和試切達到精度要求廣泛采納夾具，部分靠找正裝夾。較多采納專用刀具和量具廣泛采納高效夾具、復(fù)合刀具、專用量具或自動檢驗裝置?？空{(diào)整法達到精度要求對工人技術(shù)要求需技術(shù)水平較高的工人需一定技術(shù)水平工人對調(diào)整工的技術(shù)水平要求高，對操作工的技術(shù)水平要求低工藝文件有簡單的工藝過程卡有工藝過程卡，關(guān)鍵工序要有工序卡有工藝過程卡和工序卡，關(guān)鍵工序要有調(diào)整卡和檢驗卡3零件的分析3.1零件的作用SPE175F汽油機是營林機械及發(fā)電機組的配套動力，是一種單缸、四沖程、OHV、手拉起動的發(fā)動機。右箱蓋是其上面的要緊零件。3.2零件的工藝分析SPE175右箱蓋共有四組加工表面，它們之間有一定的形位公差要求。(1)以軸承孔Φ52為中心的加工表面這一組加工表面包括：一個Φ52的軸承孔及其倒角，大平面，并保證平面到腔內(nèi)尺寸為22.5,Φ41.25的油封孔及其倒圓角。凸輪軸孔Φ15，兩銷孔Φ8，六個螺釘過孔Φ8.8，調(diào)整器孔Φ6和三M6個螺孔。(2)蓋面的加工這一組加工表面包括：右蓋蓋面，并保證厚度為26±0.05，及蓋面上的四個M8螺孔。(3)放油孔M20×2.5，深螺紋底孔Φ17.5，深16。(4)放油孔M14×1.5的Φ12.5螺紋底孔，深13。(5)這四組加工表面之間有一定的形位公差要求。大平面（基準平面B）有一平面度公差為0.04，粗糙度為1.6。軸承孔與大平面的垂直度公差為0.02，粗糙度為1.6。大平面尺寸為φ8.8的六個螺釘過孔的軸線與軸承孔軸線和大平面有一位置度公差0.25，粗糙度為1.6。凸輪軸孔軸線與軸承孔軸線和大平面有位置度公差0.03，與大平面有垂直度公差0.02，粗糙度為1.6。調(diào)整器孔軸線與軸承孔軸線和大平面有位置度公差0.03，與大平面有垂直度公差0.02，粗糙度為1.6。兩銷孔與軸承孔軸線和大平面有位置度公差0.05，粗糙度為1.6。三個M6螺孔與軸承孔軸線和大平面有位置度公差0.25。(6)車蓋面保證厚度，有一平面度公差為0.04，且與大平面有平行度公差為0.1，粗糙度為1.6。三個M8螺孔與軸承孔軸線和車蓋面有位置度公差為0.25。4工藝規(guī)程設(shè)計4.1確定毛坯的制造形式零件材料為ADC12壓鑄鋁，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采納鑄造。零件年產(chǎn)量為20000件，已達大批量生產(chǎn)的水平，采納高壓澆鑄，要求鑄件上兩個加工基準孔按毛坯圖尺寸圖鑄出。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度考慮，也是應(yīng)該的。4.2基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基準選擇的正確與合理，能夠使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行[7]?；鶞室勒兆饔玫牟煌煞譃?，設(shè)計基準和工藝基準。設(shè)計基準，設(shè)計圖樣上所采納的基準，即標注設(shè)計尺寸的起點。工藝基準，在工藝過程中所采納的基準，按其作用的不同又可分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。加工制造和制定工藝路線時一般多用的是定位基準，定位基準又有粗基準和精基準之分。4.2.1粗基準的選擇按照有關(guān)粗基準的選擇原則（如先加工基準面，后加工其他表面），箱體類零件常先加工基準平面和其上兩孔，再以一面兩孔為精基準加工其他表面。先選取零件表面上的三個搭子（一面）和兩個加工基準孔為粗基準。利用三個壓板夾住三個搭子，再用一對浮動錐銷頂住兩個基準孔，如此就消除了六個自由度，達到完全定位。4.2.2精基準的選擇要緊考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。而我的那個零件的工序基準和設(shè)計基準重合，以大平面，軸承孔為設(shè)計基準，因此加工精度比較精確[8]。4.3制訂工藝路線制訂工藝路線的動身點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)差不多確定為大批量生產(chǎn)的條件下，考慮到右蓋為箱體類零件，因此采納工序集中的原則來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。4.3.1工藝路線方案一工序Ⅰ銑大平面。工序Ⅱ粗精加工大平面上各孔，并倒角。工序Ⅲ車蓋面，并倒圓。工序Ⅳ鉆4-M8底孔，并攻絲。工序Ⅴ锪平端面Φ28，鉆擴Φ17.5底孔，深16，并倒角。工序Ⅵ攻絲工序Ⅶ锪平端面Φ25，鉆擴Φ12.5底孔，深13，并倒角。工序Ⅷ攻絲4.3.2工藝路線方案二工序Ⅰ透孔工序Ⅱ銑大平面、加工各孔。工序Ⅲ銑車蓋面，并在平面上鉆孔攻絲，油封孔倒圓。工序Ⅳ锪平端面Φ28，鉆擴Φ17.5底孔，深16，倒角。工序Ⅴ攻絲工序Ⅵ锪平端面Φ25，鉆擴Φ12.5底孔，深13，倒角。工序Ⅶ攻絲4.3.3工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先將銑大平面先加工完，然后把該鉆該鉸的放到一起來鉆鉸，比較有條理，但工序多了一個,過程稍顯復(fù)雜。方案二是先將定位孔加工好，再把大平面及上面孔系加工好，然后再回來加工蓋面，過程較清晰簡單,加工工序較明顯。綜合考慮，選擇方案二是合理的。因為我們的加工過程要緊用到銑和鉆鉸，依照圖紙的要求，一些面的粗糙度要求通過粗銑便能夠達到要求，圖中所要求的尺寸，通過精銑完全可達到要求。再者，由于此零件所要加工的孔徑較小，因此我們必須先用鉆孔來打出孔來，通過鉸孔，其所要求的尺寸及粗糙度就能達到要求。在加工孔的過程中，零件孔系上面要求的位置度和平行度較多，那個要求比較重要，第一步工序是透孔，如此能夠提高粗基準定位的精度，保證加工零件的質(zhì)量。而且各個工序加工時刻比較統(tǒng)一，如此生產(chǎn)效率會提高。(工藝過程詳見附圖1“機械加工工藝過程綜合卡片”)再從上面的工序分析入手，我們發(fā)覺先底面再頂端的方案是相對而言更容易實現(xiàn)的，并能保證除去同軸度外的全部位置精度，因此我們選擇了方案一，并對其作了些細化及改進。4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定SPE175右蓋零件材料為ADC壓鑄鋁，硬度為80～95HBS，生產(chǎn)類型為大批量，高壓澆鑄，而且鑄件精度較高。依照上述原始資料及加工工藝，分不確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1)銑平面考慮R為1.6，需粗精銑方能達到要求，大平面毛坯尺寸為24mm，蓋面毛坯尺寸為28.5mm，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》表2.3-21[9]得：（大平面）粗銑：保證到內(nèi)腔尺寸23mmZ=1mm精銑：保證到內(nèi)腔尺寸22.5mmZ=0.5mm（蓋面）粗銑：保證厚度26.5mmZ=2mm精銑：保證厚度26mmZ=0.5mm(2)軸承孔ΦEMBEDEquation.352考慮R為1.6，毛坯尺寸為50mm,查《工藝手冊》2.3-10粗鏜:51.5mm2Z=1.5mm精鏜:52mm2Z=0.5mm(3)油封孔Φ41.25考慮R為1.6，毛坯尺寸為38.7mm,查《工藝手冊》2.3-10粗鏜:40.7mm2Z=2mm精鏜:41.25mm2Z=0.55mm(4)銑鉸凸輪軸孔.定位銷.調(diào)整器考慮三個孔粗糙度R和毛坯尺寸,查《工藝手冊》2.3-21得:精銑:2Z=1mm凸輪軸孔Φ15,毛坯尺寸為Φ12.5mm鉸:2Z=1.5mm兩銷孔Φ8,毛坯尺寸為Φ7mm鉸:2Z=1mm調(diào)整器孔Φ6,毛坯尺寸為Φ4.5mm鉸:2Z=1.5mm(5)M6.M8螺紋底孔M6考慮R為6.3，毛坯尺寸為4.3mm,查《工藝手冊》2.3-9得:鉆:Φ5mm2Z=0.7mmM8考慮R為6.3，毛坯尺寸為5.6mm,查《工藝手冊》2.3-9得:鉆:Φ6.8mm2Z=1.2mm(6)其余的加工余量透孔6-Φ8.8的加工余量查《工藝手冊》2.3-9得2Z=1mm,以及兩個放油孔鉆螺紋底孔其加工余量查《工藝手冊》2.3-9得2Z=1mm。4.5確定切削用量及差不多工時4.5.1工序Ⅰ透孔工件材料：材料為ADC壓鑄鋁，硬度85-90HB,抗拉強度σp=190-270MPa。高壓澆鑄。加工要求：透孔。機床：H5-3立式鉆床。刀具：高速鋼鉆頭。d0=8.8mm，孔深L=16mm。(1)決定進給量f(a)按加工要求決定進給量：查《切削用量簡明手冊》（以下簡稱《切削手冊》表2.7，當加工要求為d0=8.8mm,硬度85-90HB,材料為ADC壓鑄鋁,其進給量f=0.47～0.57mm/r。(b)按鉆頭強度決定進給量：查《切削手冊》表2.8，當加工要求d0=8.8mm，σb=190-270MPa，鉆頭同意的進給量f=1mm/r。(c)按機床進給結(jié)構(gòu)強度決定進給量，查《切削手冊》表2.9，當d0=8.8mm，σb=190-270MPa；機床進給結(jié)構(gòu)同意的軸向力為8830N（Z525鉆床同意的軸向力為8830N，見表2.35），進給量為2.3mm/r。從以上三個進給量比較能夠得出，受限制的進給量是工藝要求的，其值為0.47～0.57mm/r。依照機床講明書，選擇f=0.52mm/r。由因此加工通孔，為了幸免孔立即鉆穿時鉆頭容易折斷，有意在孔立即鉆穿時停止自動進給而采納手動進給。機床進給結(jié)構(gòu)強度也可依照初步確定的進給量查出軸向力再進行比較校驗。查《切削手冊》表2.19,當f=0.52mm/r，d0=8.8mm，軸向力Ff=2990N。軸向力的修正系數(shù)為0.85，故Ff=2541N。依照H5-3機床講明書，機床進給結(jié)構(gòu)強度同意的最大軸向力Fmax=8830N,Ff＜Fmax，因此f=0.52mm/r可用。(2)決定鉆頭磨鈍標準及壽命查《切削手冊》表2.12，當d0=8.8mm，鉆頭后刀面最大磨損限度取0.8mm，壽命T=35mm。(3)決定切削速度查《切削手冊》表2.13，當d0=8.8mm，切削速度Vt=12m/min。切削速度的修正系數(shù)為：KTV=1.0,KCV=1.0,K1V=0.85,K2V=1.0,故V=VtKv=12×1.0×1.0×0.85×1.0=10.2m/min因此n==382r/min按機床選取(4)檢驗機床扭矩及功率查《切削手冊》表2.21，當f≤0.64mm/r，d0≤11.1mm時，Mt=17.85N·m。扭矩的修正系數(shù)為0.85，故Mt=15.17N·m。依照H5-3鉆機床講明書，當時，Mc=72.6N·m。查《切削手冊》表2.23,當σb=190-270MPa,d0=8.5mm,f≤0.64mm/r,V=10.2m/min時，P0=1.0KW。依照H5-3機床講明書，PE=2.8×0.81=2.26KW。由于Mt＜Mc，P0＜PE，故選擇之切削用量可用。f=0.52mm/r，n=392r/min,v=10.2m/min。(5)計算差不多用時式中，L=，，入切量及超切量由《切削手冊》表2.29查出，，minmin4.5.2工序Ⅱ銑大平面、加工各孔。(1)粗精銑大平面，保證到內(nèi)腔尺寸為22.5。(a）每齒進給量:查《切削手冊》表3.3依照《切削手冊》表3.7,選取高速鋼盤銑刀,銑刀后刀面最大磨損量為0.6mm,銑刀直徑d=80mm,耐用度T=120min。(b）切削速度：參考有關(guān)手冊，確定。因此實際主軸鉆速：采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取，當,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為(c)計算差不多用時由因此粗銑，而且是銑端面，因此，則(d）每齒進給量:查《切削手冊》表3.3依照《切削手冊》表3.7,選取高速鋼盤銑刀,銑刀后刀面最大磨損量為0.6mm,銑刀直徑d=80mm,耐用度T=120min。(e）切削速度：參考有關(guān)手冊，確定。因此實際切削速度：采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取。當,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為(f)計算差不多用時由因此精銑，而且是銑端面，因此，則(2)銑凸輪軸孔Φ15端面到大平面(a）每齒進給量查《切削手冊》表3.4。(b）切削速度：查《切削手冊》表3.27，確定v=100m/min。，，，，，，修正系數(shù)，T=120，，，則采納高速剛立銑刀，dw=30mm,齒數(shù)Z=6。（因為銑削寬度大于5mm)。采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取故實際切削速度為當,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為(c)計算差不多用時銑孔端面，因此，則同時銑調(diào)整器孔Φ6端面到大平面12(d）每齒進給量查《切削手冊》表3.4(f）切削速度：查《切削手冊》表3.27，得，，，，，，修正系數(shù)，T=120，，，則采納高速剛立銑刀，dw=30mm,齒數(shù)Z=6。（因為銑削寬度大于5mm)。采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取故實際切削速度為當,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為查機床講明書，能夠采納636mm/min。(e)計算差不多用時銑孔端面，因此，則(3)粗鏜軸承孔Φ51.5，深13(a)進給量,查《切削手冊》表1.5得:采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書選擇:(b)切削速度v按照《切削手冊》表1.27的計算公式確定。，，，修正系數(shù)，則采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取。(c)計算差不多用時，則(4)精鏜軸承孔ΦEMBEDEquation.352，深13(a)進給量,查《切削手冊》表1.5得:采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書選擇:（b)切削速度v 按照《切削手冊》表1.27的計算公式確定。，，，修正系數(shù)，則采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取。（c)計算差不多用時，則(5)鏜油封孔41.25，通孔。(a)進給量,查《切削手冊》表1.5得:采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書選擇:（b)切削速度v按照《切削手冊》表1.27的計算公式確定。，，，修正系數(shù)，則采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取。（c)計算差不多用時，則(6)銑鉸銷孔2-Φ8，保證孔深8（a)每齒進給量查《切削手冊》表3.4。（b)切削速度：查《切削手冊》表3.27，，，，，，修正系數(shù)，T=120，，，則采納銑鉸刀依照有關(guān)資料介紹，在鉸孔時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關(guān)系為f=（1.2~1.3）v=（）公式中、為加工實心孔時的切削用量，得f=0.12mm/r,v=15m/min。按照機床選取(c)切削工時計算：孔深，因此，則=(7)銑鉸凸輪軸孔Φ15，保證孔深14。(a)每齒進給量查《切削手冊》表3.4。(b)切削速度：查《切削手冊》表3.27，，，，，，修正系數(shù)，T=120，，，則采納銑鉸刀，依照有關(guān)資料介紹，在鉸孔時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關(guān)系為f=（1.2~1.3）v=（）公式中、為加工實心孔時的切削用量，得f=0.2mm/r,v=16m/min。按照機床選取(c)切削工時計算：孔深，因此，則=(8)銑鉸調(diào)整器孔Φ6，通孔。(a)每齒進給量查《切削手冊》表3.4。(b)切削速度：查《切削手冊》表3.27，，，，，，修正系數(shù)，T=120，，，則采納銑鉸刀，依照有關(guān)資料介紹，在鉸孔時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關(guān)系為f=（1.2~1.3）v=（）公式中、為加工實心孔時的切削用量，得f=0.15mm/r,v=11m/min。按照機床選取(c)切削工時計算：孔深，因此，則=(9)鉆M6螺紋底孔3-Φ5，深14查《切削手冊》表3.4得f=0.3mm/r，v=15m/min因此n==562r/min采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取實際切削速度切削工時:，，則：=(10)攻絲3-M6-6H，深11。查有關(guān)資料得v=0.25m/s=15m/min，。因此按機床選取則實際切削速度計算工時：，，,則：=(11)透孔6-Φ8.8，通孔查有關(guān)資料得f=0.2mm/r，v=10m/min。因此n==500r/min按機床選取實際切削速度切削工時:，，則：=4.5.3工序Ⅲ銑車蓋面，并在平面上鉆孔攻絲，油封孔倒圓。(1)粗精銑蓋面，保證厚度26±0.05。(a)每齒進給量:查《切削手冊》表3.3依照《切削手冊》表3.7,選取高速鋼盤銑刀,銑刀后刀面最大磨損量為0.6mm,銑刀直徑d=80mm,耐用度T=120min。(b)切削速度：參考有關(guān)手冊，確定。因此實際切削速度：采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取，當,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為(c)計算差不多用時由因此粗銑，而且是銑端面，因此，則(d)每齒進給量:查《切削手冊》表3.3依照《切削手冊》表3.7,選取高速鋼盤銑刀,銑刀后刀面最大磨損量為0.6mm,銑刀直徑d=80mm,耐用度T=120min。(e)切削速度：參考有關(guān)手冊，確定。因此實際切削速度：采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取，當,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為(f)計算差不多用時由因此精銑，而且是銑端面，因此，則(2)鉆4-M8-6H螺紋底孔Φ6.8，深16，孔口倒角1×45°。查有關(guān)資料得f=0.3mm/r，v=18m/min。因此n==674r/min采納加工中心VF-O(E)，依照機床講明書取實際切削速度切削工時，，則：=(3)攻絲4-M8-6H，深13。查有關(guān)資料得v=0.25m/s=18m/min，。因此按機床選取則實際切削速度計算工時，，,則：=(3)油封孔口倒圓R2。4.5.4工序Ⅳ锪平端面Φ28，鉆擴Φ17.5底孔，深16，倒角。(1)加工條件工件材料：ADC12鋁合金,高壓澆注。機床：加工中心VF-O(E)。刀具：復(fù)合刀。刀具材料：高速鋼（YT15）。(a)進給量參照《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》鋁合金鑄造的進給量要求=0.04mm～0.09mm，依照加工相關(guān)要求取=0.09mm；(b)切削速度參照《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表2.4,復(fù)合刀加工時取=70m/min。(c)確定主軸速度復(fù)合刀加工時：r/min依照機床講明書（見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-8），取r/min。因此實際切削速度m/min(d)切削工時：復(fù)合刀加工時：mm，mm，=min4.5.5工序Ⅴ攻絲(1)攻絲M20×2.5，深13。查有關(guān)資料得，v=0.3m/s=18m/min。因此按機床選取則實際切削速度計算工時，，,則：=4.5.6工序Ⅵ锪平端面Φ25，鉆擴Φ12.5底孔，深13，倒角。(1)加工條件工件材料：ADC12鋁合金,高壓澆注。機床：加工中心VF-O(E)。刀具：復(fù)合刀。刀具材料：高速鋼（YT15）。(a)進給量參照《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》鋁合金鑄造的進給量要求=0.04mm～0.09mm，依照加工相關(guān)要求取=0.09mm；(b)切削速度參照《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表2.4,復(fù)合刀加工時取=75m/min。(c)確定主軸速度復(fù)合刀加工時：r/min依照機床講明書（見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-8），取r/min。因此實際切削速度m/min(d)切削工時：復(fù)合刀加工時：mm，mm，=min4.5.7工序Ⅶ攻絲(1)攻絲M14×1.5，深13。查有關(guān)資料得v=0.3m/s=18m/min，因此按機床選取則實際切削速度計算工時：，，,則：=5夾具設(shè)計夾具是機床和工件之間的聯(lián)結(jié)裝置，能夠使工件相關(guān)于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接阻礙工件加工表面的位置精，因此機床夾具設(shè)計是裝備設(shè)計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一[10]。設(shè)計方案的確定是一項十分重要的設(shè)計程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)計的成敗。因此，寧可在那個地點多花一點時刻充分地進行研究、討論，而不要急于繪圖、草率從事。最好制訂兩種以上的結(jié)構(gòu)方案，進行分析比較，確定一個最佳方案。（1）確定定位方法，選擇定位元件。定位應(yīng)符合“六點定則”。定位元件盡可能選用標準件，必要時可在標準元件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上作一些修改，以滿足具體設(shè)計的需要。（2）確定夾緊方式，設(shè)計夾緊機構(gòu)。夾緊能夠用手動、氣動、液壓或其他力源形式。重點應(yīng)考慮夾緊力的大小、方向、作用點，以及作用力的傳遞方式，看是否會破壞定位，是否會造成工件過量變形，是否能滿足生產(chǎn)率的要求。關(guān)于氣動、液壓夾具，應(yīng)考慮氣（液壓）缸的形式、安裝位置、活塞桿長短等。（3）確定夾具整體結(jié)構(gòu)方案。定位、夾緊確定之后，還要確定其他機構(gòu)，如對刀裝置、導(dǎo)引元件、分度機構(gòu)、頂出裝置等。最后設(shè)計夾具體，將各種元件、機構(gòu)有機地連接在一起。（4）夾具精度分折。在繪制的夾具結(jié)構(gòu)草圖上，標注出初步確定的定位元件的公差配合關(guān)系及相互位置精度，然后計算定位誤差，依照誤差不等式關(guān)系檢驗所規(guī)定的精度是否滿足本工序加工技術(shù)要求，是否合理。否則應(yīng)采取措施后（如重新確定公差，更換定位元件，改變定位基準，必要時甚至改變原設(shè)計方案）重新分析計算。（5）夾具夾緊力分析。首先應(yīng)計算切削力大小，它是計算夾緊力的要緊依據(jù)[14]。5.1夾具的作用(1)易于保證工件的加工精度使用夾具的作用之一確實是保證工件加工表面的尺寸與位置精度[11]。如在搖臂鉆床上使用鉆床上使用鉆夾具加工平行孔系時，位置精度可達到0.10-0.20mm。而按劃線找正法加工時，位置精度僅能操縱在0.4-1.0mm，同時由于受操作者技術(shù)的阻礙，同批生產(chǎn)零件的質(zhì)量也穩(wěn)定。因此在成批生產(chǎn)中使用夾具就顯示的特不必要。(2)擴大機床的工藝范圍使用夾具可改變和擴大原機床的功能，實現(xiàn)“一機多用”。(3)縮短輔助時刻，提高生產(chǎn)效率使用夾具后，可幸免每個工件在加工前進行找正、對刀和測量，同時有時還可采納高效率的多件、多位、快速等夾緊裝置，縮短輔助時刻，從而提高勞動生產(chǎn)率[12]。5.2夾具的分類(1)通用夾具一般不需要調(diào)整就能夠適用于相當廣泛的一類工件的加工，稱為通用夾具。例如車床上的卡盤，銑床上的平口鉗等。它們不僅廣泛應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)中，在大批量生產(chǎn)中也常采納[13]。(2)專用夾具這類夾具是指專為某個零件的某一道工序?qū)ｉT設(shè)計的。專用夾具的設(shè)計和制造，工作量大，而且它的結(jié)構(gòu)隨著產(chǎn)品的更新而更新，因此，是一項周期長、投資較大的生產(chǎn)預(yù)備工作。(3)可調(diào)夾具可調(diào)夾具是指通過調(diào)節(jié)或更換裝在通用夾具基礎(chǔ)件上的某些可調(diào)或可換元件，達到能適應(yīng)加工若干不同種類工件的一類夾具。在中小批量生產(chǎn)中，使用可調(diào)夾具往往會獲得最佳的經(jīng)濟效益。(4)成組夾具成組夾具是依照成組加工工藝的原則，針對一組形狀相近、工藝相似的零件而設(shè)計。也是具有通用基礎(chǔ)件和可更換調(diào)整元件組成的夾具[14]。(5)組合夾具這類夾具是由預(yù)先制造好的標準元件和部件，按照工序加工的要求組合裝配起來的。使用完成可拆卸存放，其元件和部件能夠重復(fù)使用。適用于新產(chǎn)品試制或小批量生產(chǎn)。但尺寸過小或過大的工件還沒有相應(yīng)的組合夾具標準件。位置精度要求過高的工作也不宜采納組合夾具。(6)隨行夾具這是一類在自動線和柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。它既要完成工件的定位和夾緊，又要作為運載工具將工件在機床間進行輸送，輸送到下一道工序的機床后，隨行夾具應(yīng)在機床上準確地定位和可靠地夾緊[15]。5.3夾具體5.3.1

夾具體的差不多要求

夾具體是整個夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構(gòu)、裝置等；同時還必須便于裝卸工件以及在機床上的固定。因此，夾具體的形狀和尺寸，要緊取決于夾具上各組成件分布情況，工件的形狀、尺寸以及加工性質(zhì)等。

關(guān)于夾具體的設(shè)計提出以下一些差不多要求：

（1）應(yīng)有足夠的強度和剛度

以保證加工過程在夾緊力、切削力等外力作用下，不致產(chǎn)生不同意的變形和振動。為此，夾具體應(yīng)具有足夠的壁厚，在剛度不足處可設(shè)置一些加強筋，一般加強筋厚度取壁厚的0.7～0.9倍，筋的高度不大于壁厚的5倍。近年來有些工廠采納框形結(jié)構(gòu)的夾具體，可進一步提高強度及剛度，而重量卻能減輕。

（2）力求結(jié)構(gòu)簡單，裝卸工件方便

要防止無法制造和難以裝卸的現(xiàn)象發(fā)生。在保證強度和剛度的前提下，盡可能體積小，重量輕，特不對手動、移動或翻轉(zhuǎn)夾具，要求夾具總重量不超過100N（相當于10kg）,以便于操作。

（3）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性

以便于制造、裝配和使用。夾具體上有三部分表面是阻礙夾具裝配后精度的關(guān)鍵，即夾具體的安裝基面（與機床連接的表面）；安裝定位元件的表面；安裝對刀或?qū)蜓b置的表面。而其中往往以夾具體的安裝基面作為加工其它表面的定位基準，因此在考慮夾具體結(jié)構(gòu)時，應(yīng)便于達到這些表面的加工與要求。關(guān)于夾具體上供安裝各元件的表面，一般應(yīng)鑄出3～5mm高的凸臺，以減少加工面積。夾具體上不加工的毛面與工件表面之間應(yīng)保證有一定的空隙，以免安裝時產(chǎn)生干涉，空隙大小可按以下經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取：

夾具體是毛面，工件也是毛面時，取8～15mm；

夾具體是毛面，而工件是光面時，取4～10mm。

（4）夾具體的尺寸要穩(wěn)定

即夾具體經(jīng)制造加工后，應(yīng)防止其日久變形。為此，關(guān)于鑄造夾具體，要進行時效處理；關(guān)于焊接夾具體，則要進行退火處理。鑄造夾具體的壁厚變化要和緩、均勻，以免產(chǎn)生過大內(nèi)應(yīng)力。(5)排屑要方便

為了防止加工中切屑聚積在定位元件工作表面上或其它裝置中，而阻礙工件的正確定位和夾具的正常工作，因此在設(shè)計夾具體時，要考慮切屑的排除問題。當加工所產(chǎn)生的切屑不多時，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離或增設(shè)容屑溝，以增加容屑空間。

（6）夾具在機床上安裝要穩(wěn)定、可靠

關(guān)于固定在機床上的夾具應(yīng)使其重心盡量低；關(guān)于不固定在機床上的夾具，則夾具的重心和切削力作用點，應(yīng)落在夾具體在機床上的支承面范圍內(nèi)，夾具越高則支承面積應(yīng)越大。為了使接觸面穩(wěn)定、可靠，夾具體底面中部一般應(yīng)挖空。關(guān)于旋轉(zhuǎn)類的夾具體，要求盡量無凸出部分或裝上安全罩。在加工中要翻轉(zhuǎn)或移動的夾具體，通常要在夾具體上設(shè)置手柄或手扶部位以便于操作。關(guān)于大型夾具，為考慮便于吊運，在夾具體上應(yīng)設(shè)置吊環(huán)螺栓或起重孔。

5.3.2夾具體的毛坯制造方法

在選擇夾具體的毛坯制造方法時，應(yīng)以下面因素作為考慮依據(jù)，即工藝性，結(jié)構(gòu)合理性，制造周期，經(jīng)濟性，標準化可能性以及工廠的具體條件等。生產(chǎn)中常用的夾具體毛坯制造方法有以下四種

1.鑄造夾具體

鑄造夾具體工藝性好，能夠鑄出各種復(fù)雜的外形，且抗壓強度、剛度和抗振性都較好。但生產(chǎn)周期長，為消除內(nèi)應(yīng)力，鑄件需經(jīng)時效處理，故成本較高。

鑄造夾具體的材料大多采納灰鑄鐵HT15-33或HT20-40；當要求強度高時，也可采納鑄鋼件；要求重量輕時，在條件同意下也可采納鑄鋁件。

2.焊接夾具體

焊接夾具體夾具體與鑄造夾具體相比，其優(yōu)點是易于制造，生產(chǎn)周期短，成本低，重量輕。缺點是焊接過程中產(chǎn)生的熱變形和殘余應(yīng)力對精度阻礙較大，故焊接后需經(jīng)退火處理，此外焊接夾具體較難獲得復(fù)雜的外形。

3.鍛造夾具體

鍛造夾具體夾具體只適用于形狀簡單，尺寸不大的場合，一般情況下較少使用。

4.裝配夾具體

裝配夾具體是專門有進展前途的一種制造方法。即選用標準毛坯件或標準零件組裝成所需夾具體結(jié)構(gòu)，如此不僅可大為縮短夾具體的制造周期，而且可組織專門工廠進行專業(yè)成批生產(chǎn)，有利于提高經(jīng)濟效益，進一步降低成本。因此要推廣這種方法，必須實現(xiàn)夾具的結(jié)構(gòu)標準化和系列化。5.4各類夾具的設(shè)計要點5.4.1車床夾具的設(shè)計要點

（1）安裝基面的設(shè)計

為了使車床夾具在機床主軸上安裝正確，除了在過渡盤上用止口孔定位以外，常常在車床夾具上設(shè)置找正孔、校正基圓或其它測量元件，以保證車床夾具精確地安裝到機床主軸回轉(zhuǎn)中心上。

（2）夾具配重的設(shè)計要求

加工時，因工件隨夾具一起轉(zhuǎn)動，其重心如不在回轉(zhuǎn)中心上將產(chǎn)生離心力，且離心力隨轉(zhuǎn)速的增高而急劇增大。使加工過程產(chǎn)生振動，對零件的加工精度、表面質(zhì)量以及車床主軸軸承都會有較大的阻礙。因此車床夾具要注意各裝置之間的布局，必要時設(shè)計配重塊加以平衡。

（3）夾緊裝置的設(shè)計要求

由于車床夾具在加工過程中要受到離心力、重力和切削力的作用，其合力的大小與方向是變化的。因此夾緊裝置要有足夠的夾緊力和良好的自鎖性，以保證夾緊安全可靠。但夾緊力不能過大，且要求受力布局合理，不破壞工件的定位精度。

（4）夾具總體結(jié)構(gòu)的要求

車床夾具一般差不多上在懸臂狀態(tài)下工作的，為保證加工過程的穩(wěn)定性，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單緊湊、輕便且安全，懸伸長度要盡量小，重心靠近主軸前支承。為保證安全，裝在夾具上的各個元件不同意伸出夾具體直徑之外。此外，還應(yīng)考慮切屑的纏繞、切削液的飛濺等阻礙安全操作的問題。

車床夾具的設(shè)計要點也適用于外圓磨床使用的夾具。

5.4.2鉆床夾具設(shè)計要點

（1）鉆模類型的選擇

在設(shè)計鉆模時，需依照工件的尺寸、形狀、質(zhì)量和加工要求，以及生產(chǎn)批量、工廠的具體條件來考慮夾具的結(jié)構(gòu)類型。設(shè)計時注意以下幾點：

①工件上被鉆孔的直徑大于10mm時（特不是鋼件），鉆床夾具應(yīng)固定在工作臺上，以保證操作安全。

②翻轉(zhuǎn)式鉆模和自由移動式鉆模適用中小型工件的孔加工。夾具和工件的總質(zhì)量不宜超過10kg，以減輕操作工人的勞動強度。

③當加工多個不在同一圓周上的平行孔系時，如夾具和工件的總質(zhì)量超過15kg，宜采納固定式鉆模在搖臂鉆床上加工，若生產(chǎn)批量大，能夠在立式鉆床或組合機床上采納多軸傳動頭進行加工。

④關(guān)于孔與端面精度要求不高的小型工件，可采納滑柱式鉆模。以縮短夾具的設(shè)計與制造周期。但關(guān)于垂直度公差小于0.1mm、孔距精度小于±0.15mm的工件，則不宜采納滑柱式鉆模。

⑤鉆模板與夾具體的連接不宜采納焊接的方法。因焊接應(yīng)力不能完全消除，阻礙夾具制造精度的長期保持性。

⑥當孔的位置尺寸精度要求較高時（其公差小于±0.05mm），則宜采納固定式鉆模板和固定式鉆套的結(jié)構(gòu)形式。

（2）鉆模板的結(jié)構(gòu)

用于安裝鉆套的鉆模板，按其與夾具體連接的方式可分為固定式、鉸鏈式、分離式等。

①固定式鉆模板固定在夾具體上的鉆模板稱為固定式鉆模板。這種鉆模板簡單，鉆孔精度高。

②鉸鏈式鉆模板

當鉆模板阻礙工件裝卸或鉆孔后需要攻螺紋時，可采納鉸鏈式鉆模板。銷軸2與鉆模板4的銷孔采納H7/h6配合，與鉸鏈座1的銷孔之間采納N7/h6配合，鉆模板4與鉸鏈座1之間采納H8/g7配合。由于鉸鏈結(jié)構(gòu)存在間隙，因此它的加工精度不如固定式鉆模板高。

③分離式鉆模板

工件在夾具中每裝卸一次，鉆模板也要裝卸一次。這種鉆模反加工的工件精度高但裝卸工件效率低。

（3）鉆套的選擇和設(shè)計

鉆套裝配在鉆模板或夾具體上，鉆套的作用是確定被加工工件上孔的位置，引導(dǎo)鉆頭、擴孔鉆或鉸刀，并防止其在加工過程中發(fā)生偏斜。按鉆套的結(jié)構(gòu)和使用情況，可分為四種類型。

①固定鉆套

固定鉆套有兩種型式。鉆套外圓以H7/n6或H7/r6配合直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，假如在使用過程中不需更換鉆套，則用固定鉆套較為經(jīng)濟，鉆孔的位置也較高。適用于單一鉆孔工序和小批生產(chǎn)。②可換鉆套

當生產(chǎn)量較大，需要更換磨損后的鉆套時，使用這種鉆套較為方便。為了幸免鉆模板的磨損，在可換鉆套與鉆模板之間按H7/r6的配合壓入襯套?？蓳Q鉆套的外圓與襯套的內(nèi)孔一般采納H7/g6或H7/h6的配合，并用螺釘加以固定，防止在加工過程中因鉆頭與鉆套內(nèi)孔的摩擦使鉆套發(fā)生轉(zhuǎn)動，或退刀時隨刀具升起。

③快換鉆套

當加工孔需要依次進行鉆、擴、鉸時，由于刀具的直徑逐漸增大，需要使用外徑相同，而孔徑不同的鉆套來引導(dǎo)刀具。這時使用快換鉆套能夠減少更換鉆套的時刻。它和襯套的配合同于可換鉆套，但其鎖緊螺釘?shù)耐患绫茹@套上凹面略高，取出鉆套不需擰下鎖緊螺釘，只需將鉆套轉(zhuǎn)過一定的角度，使半圓缺口或削邊正對螺釘頭部即可取出。然而削邊或缺口的位置應(yīng)考慮刀具與孔壁間摩擦力矩的方向，以免退刀時鉆套隨刀具自動拔出。

以上三類鉆套已標準化，其規(guī)格可參閱有關(guān)夾具手冊。

④專門鉆套

由于工件形狀或被加工孔位置的專門性，需要設(shè)計專門結(jié)構(gòu)的鉆套。當鉆模板或夾具體不能靠近加工表面時，使用加長鉆套，使其下端與工件加工表面有較短的距離。擴大鉆套孔的上端是為了減少引導(dǎo)部分的長度，減少因摩擦使鉆頭過熱和磨損。當加工孔較長或與定位基準有較嚴的平行度、垂直度要求時，只在上面設(shè)置一個鉆套2，專門難保證孔的位置精度。關(guān)于安置在下方的鉆套4要注意防止切屑落入刀桿與鉆套之間，為此，刀桿與鉆套選用較緊的配合（H7/h6）。

5.4.3銑床夾具的設(shè)計要點

定向鍵和對刀裝置是銑床夾具的專門元件。

（1）定向鍵

定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個，其距離盡可能布置得遠些，小型夾具也可使用一個斷面為矩形的長鍵。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上元件的工作表面關(guān)于工作臺的送進方向具有正確的相互位置。定向鍵可承受銑削時所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工過程中的

穩(wěn)固性。因此，在銑削平面時，夾具上也裝有定向鍵。定向鍵的斷面有矩形和圓柱形兩種，常用的為矩形。如圖6-59所示。

定向精度要求高的夾具和重型夾具，不宜采納定向鍵，而是在夾具體上加工出一窄長平面作為找正基面，來校正夾具的安裝位置。

（2）對刀裝置對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用以確定夾具和刀具的相對位置。對刀裝置的形式依照加工表面的情況而定，對刀調(diào)整工作通過塞尺（平面型或圓柱型）進行，如此能夠幸免損壞刀具和對刀塊的工作表面。塞尺的厚度或直徑一般為3～5mm，按國家標準h6的公差制造，在夾具總圖上應(yīng)注明塞尺的尺寸。采納標準對刀塊和塞尺進行對刀調(diào)整時，加工精度不超過IT8級公差。當對刀調(diào)整要求較高或不便于設(shè)置對刀塊時，能夠采納試切法；標準件對刀法；或用百分表來校正定位元件相關(guān)于刀具的位置，而不設(shè)置對刀裝置。(3)夾具體

為提高銑床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性，除要求夾具體有足夠的強度和剛度外，還應(yīng)使被加工表面盡量靠近工作臺面，以降低夾具的重心。因此，夾具體的高寬比限制在H/B≤1～1.25范圍內(nèi)。銑床夾具與工作臺的連接部分應(yīng)設(shè)計耳座，因連接要牢固穩(wěn)定，故夾具上耳座兩邊的表面要加工平坦。

銑削加工時，產(chǎn)生大量切屑，夾具應(yīng)有足夠的排屑空間，并注意切屑的流向，使清理切屑方便。關(guān)于重型的銑床夾具在夾具體上要設(shè)置吊環(huán)，以便于搬運。

5.5夾具設(shè)計分析5.5.1定位基準的選擇常用的定位方法和定位元件：(1)工件以平面定位平面定位的要緊形式是支承定位。夾具上常用的支承元件有固定支承、可調(diào)支承、自位支承、輔助支承。(2)工件以圓柱孔定位工件以圓柱孔定位通常屬于定心定位（定位基準為孔的軸線），夾具上相應(yīng)的定位元件是心軸和定位銷。(3)工件以外圓表面定位工件以外圓表面定位有兩種形式：定心定位和支承定位。(4)工件以其他表面定位工件除了以平面、圓柱孔和外圓表面定位外，有時也以其他形式表面定位。(5)定位表面的組合實際生