底座零件工藝工裝設計及CADCAM畢業(yè)設計論文

本科生畢業(yè)設計（論文）PAGEVI摘要本論文的題目是底座零件工藝工裝設計及CAD/CAM，題目來源于錦州雙菱精密鑄造有限公司。根據(jù)該公司的生產(chǎn)能力和設備情況，設計完成了零件的熔模模具、零件的工藝規(guī)程及典型專用夾具。在此基礎上，基于CAD/CAM技術，完成了夾具的機構仿真。論文在介紹了熔模鑄造、機械加工工藝規(guī)程制定總過程、模具CAD/CAM及其優(yōu)勢的基礎上，詳細的敘述了熔模模具設計、工藝規(guī)程設計及機床夾具設計內(nèi)容及方法。其中模具設計主要有零件毛坯的三維造型設計，模具的分型面設計，模具的開模干涉分析，澆注系統(tǒng)、定位及鎖緊機構的設計；工藝規(guī)程設計包括加工方法的選擇，定位和夾緊方式的選擇，機床和刀具的選擇，切削用量的計算和工藝路線的制定；而夾具設計則解決了定位誤差和夾緊力等問題的分析。最后，論文介紹了工件裝夾機構的仿真。包括機床和刀具選擇，切削參數(shù)的設定，加工過程的仿真和主軸運動速度的分析等內(nèi)容。綜上，本論文以零件工藝工裝設計理論為依據(jù)，進行了底座零件的熔模模具和工藝工裝設計及CAD/CAM技術的實際應用。關鍵詞：三維實體模型；熔模模具；工藝；夾具；機構仿真

AbstractThetopicofthisgraduationdesignisthedesignofprocessingplanning，toolingdevicesandCAD/CAMforinstallationseat（6422635）,whichcomesfromWuxiImpro(China)Co,LTD.Accordingtothecompany'sproductioncapabilityandequipmentcases,thedesignerhascompletedtheinvestmentmouldofparts,theprocessplanningofpartsandspecialfixture.Onthisbasis,basedonCAD/CAMtechnology,thedesignerhascompletedthemachanismssimulationoffixture.Onthebasisofintroducinginvestmentmould,processplanning,andmouldCAD/CAMaswellasitsadvantage,thethesisdescribesdesigncontentsandmethodsoftheinvestmentmoulddesign,processplanningandspecialfixtureindetail.Thereinto,molddesignmainlyhasthree-dimensionaldesignofsolidparts,themoldpartingsurfacedesign,moldtoolinginterferenceanalysis,andthedesignofgatingsystem,positioningandfasteningdevicemechanism.Theprocessplanningdesigncontainsselectionoftheprocess,positioningandfasteningdeviceways,machinetoolsandtools,thecomputationofcuttingdosagesandtheformulationofprocessroute.Moreover,fixturedesignsolvestheproblemssuchasthepositioningerroranalysisandclampingforceanalysis,andsoon.Finally,thethesisintroducesthemachanismssimulationoffixture,whichincludesthemachinetoolsandtoolsselection,cuttingparameterssettings,processsimulationandanalysisofthespindlespeed,etc.Inaword,basingonprocessplanningandtoolingdevicesdesigntheoryfortheparts,thispaperhascarriedoutthepracticalapplicationoftheinstallationseat（6422635）partsinvestmentmould,processplanningandtoolingdevicesdesign,andCAD/CAMtechnologyaswell.Keywords：Three-dimensionasolidmodel;Investmentmould;processplanning;Fixture;Fixturedevicesimulation

目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章緒論 11.1熔模鑄造 11.2機械加工工藝規(guī)程制定總過程 11.3模具CAD/CAM及其優(yōu)勢 21.4設計任務分析 2第2章零件毛坯三維實體造型 42.1零件毛坯的結構特征分析 42.2零件毛坯實體設計 42.3零件毛坯實體模型創(chuàng)建的關鍵步驟 5第3章模具設計 73.1模具設計的總體分析 73.2基于Pro/Engineer軟件的模具設計過程 83.2.1模具收縮率的設置 83.2.2創(chuàng)建分型面 83.2.3分割體積塊并抽取實體 83.2.4型件修整并設計澆注系統(tǒng) 93.2.5設置模具的定位及鎖緊機構 93.3基于Pro/Engineer軟件模具開模動畫 10第4章安裝座的機械加工工藝規(guī)程設計 114.1計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型 114.2零件的工藝性分析 114.3確定工藝路線 124.4選擇加工設備及工藝裝備 134.5選取切削用量和工時定額的計算 144.5.1基本計算公式的引用 144.5.2工序的設計 154.6工藝合理性分析 42第5章專用夾具的設計 435.1工序四銑床夾具的設計 435.1.1夾具分析 435.1.2夾具的整體結構設計 445.1.3夾緊力的分析 445.1.4夾具使用說明 445.2工序六銑床夾具的設計 455.2.1夾具分析 455.2.2夾具的整體結構設計 455.2.3定位誤差的分析計算 465.2.4夾緊力的分析 465.2.5夾具使用說明 46第6章夾具機構仿真 47第7章結論 49參考文獻 50致謝 52附錄1安裝座（6422635）的模具裝配圖 53附錄2機械加工工藝過程綜合卡片 54附錄3工序四銑床夾具裝配圖 55附錄4工序六銑床夾具裝配圖 56附錄5外文翻譯 57PAGE93緒論零件工藝設計工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品和零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件，它是指導工人進行生產(chǎn)操作和企業(yè)生產(chǎn)部門、物質(zhì)供應部門組織生產(chǎn)與物質(zhì)供應等的重要技術依據(jù)。工藝規(guī)程設計的基本原則與要求是：在保證產(chǎn)品制造質(zhì)量的前提下，盡量使得該產(chǎn)品的制造成本最低，生產(chǎn)效率最高。必須能保證零件和產(chǎn)品的制造精度、表面質(zhì)量和總體性能等。盡量降低材料、能源等物資消耗和勞動消耗，最大限度地提高生產(chǎn)效率。為此，應該注意以下幾點：合理的選擇毛坯，合理的選擇零件的定位基準，合理的分配粗精加工余量，根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)批量的大小，合理選用設備和工藝裝備。必須考慮勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生。機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備、計劃調(diào)度、加工操作、技術檢驗、安全生產(chǎn)和健全勞動組織的依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品改進提高經(jīng)濟效益的技術保證。機械加工工藝規(guī)程制定總過程機械加工工藝規(guī)程的整個過程是指用機械加工方法改變毛坯形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)，使其成為零件的全過程。在實施對零件的機械加工前,須對零件機械加工工藝的總過程、方法和加工目標進行規(guī)劃，即制訂機械加工工藝規(guī)程，制定它的主要依據(jù)是產(chǎn)品圖紙、生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)類型、現(xiàn)場加工設備及生產(chǎn)條件等。制訂機械加工工藝規(guī)程一般需要如下過程：（1）分析加工零件要設計零件生產(chǎn)加工工藝，首先要分析加工零件，充分領會產(chǎn)品的使用要求和設計要求，在此基礎上，進一步審查零件制造工藝的可行性和加工的經(jīng)濟性（2）選擇毛坯選擇毛坯的種類和制造方法時，全面考慮機械加工成本和毛坯制造成本，以達到降低零件生產(chǎn)總成本的目的。（3）擬訂零件機械加工工藝總過程包括選擇零件的加工方法，劃分工藝過程的各工序組成，安排各加工工序的先后順序和工序間的相互組合等。（4）工序設計：對工藝過程中包含的各工序進行詳細的工藝設計。模具CAD/CAM及其優(yōu)勢模具CAD/CAM：模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎上發(fā)展起來的，它是計算機技術在模具生產(chǎn)中綜合應用的一個新的飛躍。模具CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種。它以計算機軟件的形式，為用戶提供一種有效的輔助工具，使工種技術人員能借助于計算機對產(chǎn)品、模具結構、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化。模具CAD/CAM自身有很大的優(yōu)勢：1.CAD/CAM可以節(jié)省時間，提高生產(chǎn)率。設計計算和圖樣繪制的自動化大大縮短了設計時間。CAD與CAM的一體化可顯著縮短從設計到制造的周期。2.CAD/CAM可以較大幅度地降低成本。計算機的高速運算和自動繪圖大大節(jié)省了勞動力。優(yōu)化設計帶來了原材料的節(jié)省。采用CAM可加工傳統(tǒng)方法難以加工的復雜模具型面，可減少模具的加工和調(diào)試工時，使制造成本降低。由于采用CAD/CAM術，生產(chǎn)準備時間縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，大大增強了產(chǎn)品的市場競爭能力。3.CAD/CAM技術將技術人員從繁冗的計算、繪圖和NC編程工作中解放出來，使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動。4.隨著塑性成形過程計算機模擬技術的提高，模具CAD/CAM/CAE一體化技術可以大大增加模具的可靠性，減少直至不需要試模修模過程，提高模具設計、制造的一次成功率。設計任務分析本次畢業(yè)設計的題目是：底座零件工藝工裝設計及CAD/CAM。題目來源于錦州雙菱精密鑄造有限公司。底座的生產(chǎn)主要可以分為兩大部分，一部分是鑄造底座毛坯件，另一部分是毛坯件的后續(xù)加工。底座是一種聯(lián)接件，零件結構復雜，尺寸精度和表面光潔度要求比較高。因此，鑄造毛坯件采用熔模精密鑄造工藝。熔模精密鑄造是一種少切削或無切削的鑄造工藝，是鑄造行業(yè)中的一項優(yōu)異的工藝技術，其應用非常廣泛。在壓制熔模時，采用型腔表面光潔度高的壓型，熔模的表面光潔度也比較高。一般最高可達Ra.1.6~3.2。底座的一些表面的粗糙度要求為Ra.3.2,熔模精密鑄造可以很容易的達到，無需再進行機械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，這樣可大量節(jié)省機床設備和加工工時，大幅度節(jié)約金屬原材料，而且用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn)，保證了鑄件的一致性，而且避免了機械加工后殘留刀紋的應力集中。底座外形不規(guī)則，使用通用夾具無法定位并夾緊，并且需要加工的結構位置比較難確定。因此，在后續(xù)加工中需要使用專用夾具。這樣，在工藝過程中可以迅速、方便、安全地安裝工件，順利地完成加工，很好的保證加工精度和生產(chǎn)效率。在底座鑄造及后續(xù)加工過程中，CAD/CAM技術的使用有利于發(fā)揮人機各自的特長，優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結構，使模具設計和制造工藝更加合理化，減少直至不需要試模修模過程，提高模具設計、制造的一次成功率，節(jié)省時間，提高生產(chǎn)率。

零件毛坯三維實體造型零件毛坯的結構特征分析底座的外形比較規(guī)則，零件的主要外形結構多屬于圓柱，主要特征是一個類似橢圓的空心柱體和上下兩薄板，橢圓柱體側面也有一空心圓柱，底座的上下表面和三個內(nèi)孔表面都需留有加工余量后續(xù)需要加工，零件的三維圖如圖2-1所示。底座內(nèi)部為階梯孔，如圖2-2所示。由于零件是鑄造件，所以外形帶有菱角的地方都要有圓角過渡。彎管的兩個端口以及兩個平面是需要加工的，所以，要留有一定的加工余量，為后續(xù)加工做準備。2-12-2零件毛坯實體設計基于PRO/E軟件，對零件進行三維模型設計。由于零件的外形不規(guī)則，形狀也比較復雜，所以要對零件的一些不規(guī)則地方進行調(diào)整，底座是精密鑄造出來的，所以，在建模的時候要考慮模具開模的便易性以及模具的可加工性，所以在零件的外形建模中，要將棱角導成圓角，這樣既方便開模，也方便模具的加工。零件毛坯實體模型創(chuàng)建的關鍵步驟底座零件毛坯大體上可看為一同心圓柱，中間主體為近似橢圓。結構較為簡單，側面有一空心圓柱與主體相交。零件特征都可以用拉伸命令創(chuàng)建。圖2-6圖2-7圖2-8圖2-5圖2-3圖2-4采取自下向上依次拉伸的方法先創(chuàng)建底座圖2-6圖2-7圖2-8圖2-5圖2-3圖2-4完成了各個關鍵細節(jié)特征的建立后，使用拉伸、旋轉命令完成主體特征的創(chuàng)建，如圖2-7所示。最后創(chuàng)建軸承槽。軸承槽雖然是一個以半圓柱體為主的簡單特征，但是整個槽體超過整個圓柱的一半，圓柱的端面為鼓形，兩個槽有細節(jié)結構的差別且相對于安裝座的回轉軸偏心。直接拉伸剪切、旋轉剪切軸承槽都無法完成。最后采用曲面實體化剪切的方法，完成各個特征的曲面形式的合并后一次性剪切完成軸承槽特征的創(chuàng)建，如圖2-8所示。

模具設計模具設計的總體分析端面D端面D圖3-1安裝座（6422635）零件毛坯的外形尺寸最大為φ170.18，根據(jù)毛坯的大小，模具設置為一型一端面D端面D圖3-1模具分型面設計時，“端面D”輪廓形狀復雜而且結構較小，若徑向開模需要大量結構小形狀復雜的滑塊，因此采用軸向開模方式。而“端面A”一側有結構較小的環(huán)槽結構，所以確定如圖3-2所示的兩個分型面。安裝座的中間部的標牌底座有凹槽，不能通過模具中間部分型腔分為兩部分開模直接完成，需設置側滑塊形成凹槽型腔，如圖3-3所示。安裝座的內(nèi)腔結構復雜，決定在開模后將型芯設計成組合型芯，便于抽芯和加工，如圖3-4所示。模具各零件的定位采用圓柱式定位銷或三角塊定位，在注蠟時壓緊即可。圖3-3圖3-4圖3-2安裝座的生產(chǎn)批量要求是每年3萬件。蠟模批量不大，從模具的耐用度及模具成本考慮，選取模具的材料為鋁合金圖3-3圖3-4圖3-2模具的型腔雖然比較復雜，但相對集中且型腔比較大，在模具的側面設計澆道即可完成澆道的設計。基于Pro/Engineer軟件的模具設計過程模具收縮率的設置熱塑性材料的特性是在加熱后膨脹，冷卻后收縮，當然加壓以后體積也將縮小。

在注射成形過程中，首先將熔融蠟料注射入模具型腔內(nèi)，充填結束后熔料冷卻固化，從模具中取出蠟件時即出現(xiàn)收縮，此收縮稱為成形收縮。熔模的綜合收縮率與原材料性質(zhì)、鑄件結構及工藝因素等諸多因素有關而很難精確的確定?，F(xiàn)根據(jù)影響熔模綜合收縮率的關鍵因素查表確定。安裝座（6422635）零件毛坯的材料為鋁合金A356.0-T6，鑄件的壁厚為4.83mm，模料及型殼分類為蠟基模料、硅酸乙酯（或硅溶膠）-石英粉涂料型殼，收縮受阻類型為部分受阻收縮。綜合查表確定熔模的綜合收縮率為0.8~1.1，取S=0.95。所取綜合收縮率0.95為設計值，安裝座為一重要的航空零件，需經(jīng)過試生產(chǎn)實際測量具體確定綜合收縮率，再對壓型進行修正。創(chuàng)建分型面圖3-5如上節(jié)所分析的分型面方案，主分型面選擇兩個平直分型的方法完成，兩個主分型面設計在零件軸向的兩個邊沿端面上。型芯為一個獨立的整體，必須在分型前先行抽取滑塊。安裝座中間部的標牌底座有凹槽，不能通過模具中間部分型腔分為兩部分開模直接完成，需要抽取滑塊。在各個分型面的創(chuàng)建過程中，必須對所建分型面進行自交檢測（Self-intCk）和輪廓檢測（ContoursCk）以確保分型面自身不相交并且不存在破孔。這樣完成整個模具的分型面設計，分型面和檢測結果如圖3-5所示。圖3-5分割體積塊并抽取實體圖3-6完成主分型面和滑塊分型面的創(chuàng)建，就可以用所創(chuàng)建的分型面就能分割出體積塊。在分割時，須注意分割順序。型芯和側滑塊分別為一個獨立的整體，先分割成體積塊，然后對剩下的模具體進行分割，最終完成整個模具的分割。圖3-6最后，對已完成分割的模具體積塊進行實體抽取，產(chǎn)生模具元件。型件修整并設計澆注系統(tǒng)對模具的各個型件進行修整。查表得到型體壁厚范圍為15~30mm，最終確定模具的外形尺寸為260×235×150mm。澆注系統(tǒng)是指模具中從射蠟機噴嘴到型腔入口的蠟溶體的流動通道，它包括主流道、分流道和澆口。澆注系統(tǒng)可按澆鑄液進入型腔的部位和內(nèi)澆口形狀，大體可分為側澆口、中心、頂澆口、環(huán)形澆口、縫隙澆口和點澆口，以適應不同壓鑄件的需要。安裝座（6422635）零件的蠟模使用的模料為中溫蠟，采用注蠟機注蠟，雖然零件形狀比較特殊但模具型腔比較大，注蠟時不會產(chǎn)生堆積，因此只在兩個中模間設計一個主流道。此澆注系統(tǒng)不復雜，可直接在零件修整的過程中完成。設置模具的定位及鎖緊機構圖3-7在模具的各個組件修整過后需要對模具的定位、鎖緊等附屬機構進行設計，以實現(xiàn)際生產(chǎn)中組裝時各個模具組件位置的準確確定。圖3-7在模具各個組件間的定位過程中，相互間需要限制六個自由度，設置兩個通用定位銷和模具分型面組合構成“一面兩銷”即可滿足要求。不過，模具為單件小批量生產(chǎn)且現(xiàn)代加工技術已可通過公差保證組件間順利組裝，“一面兩銷”中的兩銷可同為圓柱銷。圖3-8具體的定位元件設置如下：模具的兩個中模與下模和上模都采用采用定位銷定位的方式，在模的對角線方向不對稱的位置安放定位銷；側滑塊與中模間采用六面定位。由于模具材料為鋁合金5A02，銷需與定位襯套配合以減輕模具磨損，如圖3-7所示。定位銷與定位襯套的配合為間隙配合，銷、定位襯套與模間的配合為過盈配合，雖然由于模具體較大，各模的銷孔均為單做，但是定位銷定位仍可保證裝配誤差在要求的范圍內(nèi)。圖3-8模具的組件中型芯的結構復雜。為了加工方便，將型芯分割成七部分。加工過后將型芯各組成件通過圓柱銷與型芯固定板定位并用螺釘鎖緊。組裝后的型芯通過外表面與上模間隙配合完成定位，如圖3-8所示。模具的開模方向與注蠟機的壓板壓緊方向相同，因此此模具沒有設置鎖緊機構，直接使用注蠟機的壓板壓緊。基于Pro/Engineer軟件模具開模動畫開模動畫演示了模具使用的全過程。包括模具的工作位置、模具組裝過程、開模次序、取件方法等內(nèi)容。對于真實開模情況進行模擬，一方面檢驗特定的模塊在開模時運動是否合理及是否有與其他組件發(fā)生干涉現(xiàn)象，另一方面盡可能在不進行實際生產(chǎn)的情況下找出實際情況中可能出現(xiàn)的問題，完善模具設計方案。圖3-10圖3-9下面進行具體的模擬和干涉分析。首先，進行主體定義、運動設定并對特殊位置進行快照定義，如圖3-10所示。完成快照之后，安排關鍵幀序列并生成動畫錄像的視頻文件，存為mpg文件“MODEL_SHIYAN_ASSEMBLY”。在運動模擬的基礎上對模具進行全局干涉檢查，如圖3-9所示。經(jīng)過干涉檢測，證明圖3-10圖3-9

安裝座的機械加工工藝規(guī)程設計計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型安裝座（6422635）的生產(chǎn)批量為30000件/年，假定備品率為12%，機械加工的廢品率為8%，計算生產(chǎn)綱領：N=Qn(1+a%+b%)=30000×1×(1+12%+8%)=36000（件/年）式中：N生產(chǎn)綱領；Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量（件/年）；n每件產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）；a%備品的百分率；b%廢品的百分率。安裝座（6422635）的生產(chǎn)綱領為36000件/年，產(chǎn)品類型為輕型機械。根據(jù)生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領及工藝特點，現(xiàn)確定安裝座（6422635）的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。零件的工藝性分析安裝座（6422635）零件材料合金代號為A356.0-T6,其力學性能:抗拉強度δb為301.8MPa,δ≥5%,硬度HBS為83.2。毛坯的生產(chǎn)方式為熔模鑄造。生產(chǎn)批量為3600件/年，生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)。安裝座（6422635）為一偏心航空零件，起到一個聯(lián)接軸固定軸承的作用。在后續(xù)加工中的加工表面是內(nèi)外回轉面、平面和孔?；剞D面的尺寸精度最高為0.0114mm（IT4～IT5），相對于對于安裝座回轉中心的圓跳動要求為0.076mm，相對于端面A的垂直度為0.025mm。此回轉面的尺寸精度要求最高，且有圓跳動與垂直度的的要求，機加工中采用粗車、精車、精鏜等工序完成。另有尺寸精度要求為0.012mm的回轉面也采取同樣的加工方法?；剞D面中表面粗糙度要求最高為R0.8μm，加工機床采用數(shù)控車床，刀具為金剛石車刀。其他回轉面的尺寸精度在IT5～IT10之間，而且粗糙度要求均為R3.2μm，普通高速鋼車刀即可。端面A相對于安裝座回轉中心的垂直度要求為0.05mm，端面D相對于端面A的平行度要求為0.076mm，且斷面D的平面度要求為0.05mm。兩端面的粗糙度要求為R3.2μm。端面A與端面D之間有位置與形狀精度要求，且均為回轉件的端面，因此在車床上采取互為基準的原則，反復進行加工。端面A上分布著大小不同的兩種階梯孔和一種特殊螺紋孔，螺紋孔相對于安裝座回轉中心的位置度要求為0.25mm，大階梯孔相對于安裝座回轉中心的和端面A的位置度要求為0.4mm，大批大量生產(chǎn)中采用鉆模板在鉆床上完成。軸承槽是一個大于半圓的鼓形的槽體，且軸承槽是相對于安裝座回轉中心的偏心結構，不具備在車床、銑床等通用加工設備上加工的條件，因此采用電火花加工。安裝座的平均精度比較高，零件的加工表面復雜，除了采用車削、銑削和鉆削等通用加工方式外，還需使用電火花進行特種加工。在加工安裝座連續(xù)的不同尺寸的回轉面時，采用數(shù)控加工降低了工藝的復雜程度，提高加工質(zhì)量和加工效率。零件的加工多采用端面和面上的兩孔作為基準，定位可靠，基準統(tǒng)一。確定工藝路線粗基準的選擇：首先要加工的端面A，端面A與端面D之間有位置與形狀精度要求，在車床上采取互為基準的原則，反復進行加工。所以采用端面D和與端面D相垂直的待加工回轉面作為粗基準。加工后獲得精基準，來保證它們的位置度要求。精基準的選擇：選擇端面A或端面D和與端面垂直的回轉面，采用“一面一銷”（車床）或“一面兩銷”（銑床、鉆床）的定位方法，遵循基準統(tǒng)一的原則。具體定位和夾緊見機械加工工藝過程綜合卡片。擬定工藝路線如下：工序工步工序內(nèi)容14粗車端面A及與端面A相連的各回轉面26粗車、精車端面D和φ114.384、φ53.9024回轉面34精車分別與φ82.55φ152.93外圓面連續(xù)的各回轉面金剛石車分別與φ88.9φ41.377外圓面連續(xù)的各回轉面49鉆、鉸、锪、攻端面A上各階梯孔和螺紋孔55鉆、鉸、锪、攻端面D上各孔和螺紋孔62鉆、鉸φ6.35斜油孔71鉆φ1.52斜孔81鉆φ1.32孔94粗銑、精銑端D上密封槽；粗銑、半精銑P面102電火花加工軸承槽112精鏜φ55.0024內(nèi)圓面；精鏜φ115.484內(nèi)圓面選擇加工設備及工藝裝備安裝座（6422635）的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，工序應盡量分散，設備宜以無錫鷹普（中國）有限公司現(xiàn)有設備為主。優(yōu)先選擇通用工藝裝備。采用專用工藝裝備應加工簡易于操作，降低調(diào)整、對刀難度，符合操作工人技術水平。車削為保證各回轉面的尺寸精度和位置度要求，一次裝夾需完成多個回轉面車削，對車床精度和刀具數(shù)量要求比較高。綜合考慮，采用無錫鷹普（中國）有限公司現(xiàn)有航空產(chǎn)品生產(chǎn)設備：數(shù)控車床BNC-42C5。此數(shù)控車床最多一次性安裝刀具8把。鉆削根據(jù)所加工階梯孔、螺紋孔的分布特點確定孔加工通用設備：搖臂鉆床Z3032×10(I)。銑削密封槽等銑削表面為簡單表面，選取無錫鷹普（中國）有限公司現(xiàn)有普通數(shù)控銑床：XK5022A立式數(shù)控銑床。電火花加工軸承槽加工采用特種加工設備：DM7132放電加工機床。鏜削精鏜內(nèi)圓面采用普通鏜床：TX611鏜床。在搖臂鉆床Z3032×10(I)上完成的鉆、鉸、锪、攻絲等工步的過程中，需要多次換刀，且所用麻花鉆、機用鉸刀、锪鉆、機用絲錐等均為專用刀具，需定做。各工序均需專用夾具。選取切削用量和工時定額的計算基本計算公式的引用切削速度計算公式：式中——切削速度（m/min）——系數(shù)——指數(shù)——刀具耐用度——背吃刀量（/mm）——進給量（mm/r）主軸轉速計算公式：式中——主軸轉速（r/min）——切削速度（m/min）——直徑（mm）大批量生產(chǎn)時的工時定額計算公式：式中——工時定額（min）——基本時間（min）——輔助時間（min）——工作地服務時間占作業(yè)時間的百分比基本時間計算公式：式中——工件切削部分長度——切入量取0～3mm——切出量取0～3mm——主軸轉速——進給量工序的設計一、工序1粗車端面A及與端面A相連的各回轉面圖4-1加工條件：圖4-1工件材料：A356-T6機床：數(shù)控車床BNC-42C5工步１粗車φ154.13外圓面、R1.69倒圓角、20。錐面、φ168.62外圓面加工條件：刀具：高速鋼90。外圓車刀1.計算切削用量及工時定額確定背吃刀量表面的最大加工余量為８mm,一次車削走刀切深是。確定進給量取切削速度v=300m/min確定機床主軸轉速在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2.計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：工步2粗車端面A、φ89.5外圓面、30。倒角、端面K加工條件：刀具：高速鋼75。外圓車刀1.計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量表面的最大加工余量為2.4mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉速在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式：總加工時間的計算：工步3粗車φ81.45內(nèi)圓面、M平面、φ52.46外圓面加工條件：刀具：高速鋼盲孔鏜刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的加工余量為2.6mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：工步4粗車φ40.377內(nèi)圓面、30。倒角、端面N、45。倒角加工條件：刀具：高速鋼通孔鏜刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的加工余量為2mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：二、工序2粗車、精車端面D和φ114.384、φ53.9024回轉面加工條件：圖4-2工件材料：A356-T6圖4-2機床：數(shù)控車床BNC-42C5（一）工步１粗車端面D加工條件：刀具：高速鋼45。彎頭車刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量端面的粗加工余量為2mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（二）工步2精車端面D加工條件：刀具：高速鋼45。彎頭車刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量斷面的精加工余量為0.5mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（三）工步3粗車φ114.384內(nèi)圓面加工條件：刀具：高速鋼盲孔鏜刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的單邊加工余量為1mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（四）工步4粗車φ53.9024內(nèi)圓面加工條件：刀具：高速鋼盲孔鏜刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的單邊加工余量為1mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（五）工步5精車φ114.384內(nèi)圓面加工條件：刀具：高速鋼盲孔鏜刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的單邊加工余量為0.55mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（六）工步6精車φ53.9024內(nèi)圓面加工條件：刀具：高速鋼盲孔鏜刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的單邊加工余量為0.55mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：三、工序3精車分別與φ82.55φ152.93外圓面相連的各回轉面；金剛石車分別與φ88.9φ41.377外圓面相連的各回轉面圖4-3（一）工步1精車φ152.93外圓面、R2.29倒圓角、20°錐面、φ圖4-3加工條件：刀具：高速鋼90°外圓車刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的單邊加工余量為0.6mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=300m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（二）工步2金剛石車端面A、φ88.9外圓面、30°倒角、端面K加工條件：刀具：金剛石75°外圓車刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的單邊加工余量為0.3mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=500m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（三）工步3精車φ82.55內(nèi)圓面、M平面、φ51.36外圓面加工條件：刀具：高速鋼盲孔鏜刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的單邊加工余量為0.6mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=450m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（四）工步4金剛石車φ41.377內(nèi)圓面、30°倒角、端面N、45°倒角加工條件：刀具：金剛石通孔鏜刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量內(nèi)圓面的單邊加工余量為0.3mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=450m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：四、工序4鉆、鉸、锪、攻端面A上各階梯孔和螺加工條件：圖4-4工件材料：A356-T6圖4-4機床：搖臂鉆床Z3032×10(I)（一）工步１鉆孔φ14.99加工條件：刀具：高速鋼錐柄麻花鉆φ141．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為7mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=45m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（二）工步2鉆孔φ6.35加工條件：刀具：高速鋼錐柄麻花鉆φ61．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為3mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=30m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（三）工步3鉆螺紋孔φ6.5456加工條件：刀具：高速鋼錐柄麻花鉆φ6.51．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為3.25mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=30m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為： 2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（四）工步4鉸孔φ14.99加工條件：刀具：高速鋼錐柄鉸孔鉆φ151．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.5mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=45m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（五）工步5鉸孔φ6.35加工條件：刀具：高速鋼錐柄鉸孔鉆φ6.351．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.175mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=30m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（六）工步6锪沉孔φ18.24加工條件：刀具：帶導柱直柄平底锪鉆φ18.24×151．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為1.62mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=45m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（七）工步7锪孔口倒角φ11.43±0.25×90°加工條件：刀具：90°直柄錐面锪鉆φ161．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.96mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=40m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（八）工步8锪孔口倒角φ7.75±0.38×120°加工條件：刀具：120°直柄錐面锪鉆φ101．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.36mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=40m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（九）工步9攻螺紋0.25-28UNF-3B加工條件：刀具：高速鋼短柄螺旋槽絲錐M7.61．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.55mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=2m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：五、工序5鉆、鉸、锪、攻端面D上各孔和螺紋孔圖4-5圖4-5工件材料：A356-T6機床：搖臂鉆床Z3032×10(I)（一）工步１鉆螺紋孔φ6.5456加工條件：刀具：高速鋼錐柄麻花鉆φ6.51．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為3.25mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=35m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（二）工步2鉆孔φ7.62加工條件：刀具：高速鋼錐柄長麻花鉆φ71．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為3.5mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=40m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（三）工步3鉸孔φ7.62加工條件：刀具：高速鋼錐柄擴孔鉆φ7.61．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.3mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=40m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為： 2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：工步4锪孔口倒角φ7.75±0.38×120°加工條件：刀具：120°直柄錐面锪刀φ101．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.36mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=40m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（五）工步5攻螺紋加工條件：刀具：高速鋼短柄螺旋槽絲錐M7.61．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.55mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=2m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 圖4-6總加工時間圖4-6六、工序6鉆孔φ6.35加工條件：工件材料：A356-T6機床：搖臂鉆床Z3032×10(I)刀具：高速鋼錐柄長孔麻花鉆φ6.351．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為3.175mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=30m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：七、工序7鉆孔φ1.52加工條件：工件材料：A356-T6機床：搖臂鉆床Z3032×10(I)刀具：整體硬質(zhì)合金粗柄麻花鉆φ1.521．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.76mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=30m/min（4）確定機床主軸轉，同工序6。實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間，同工序6。根據(jù)公式： 總加工時間的計算：圖4-7圖4-7八、工序8鉆孔φ1.32加工條件：工件材料：A356-T6機床：搖臂鉆床Z3032×10(I)刀具：整體硬質(zhì)合金粗柄麻花鉆φ1.321．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為0.66mm,一次走刀。（2）確定進給量（3）取切削速度v=10m/min（4）確定機床主軸轉，同工序6。實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間，同工序6。根據(jù)公式： 總加工時間的計算：圖4-8九、工序9粗銑、精銑端D上密封槽；粗銑、半精銑P面圖4-8加工條件：工件材料：A356-T6機床：XK5022A立式數(shù)控銑床（一）工步１粗銑密封槽加工條件：刀具：φ3硬質(zhì)合金鍵槽銑刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為1.756mm,一次走刀。（2）確定進給量，（3）取切削速度v=40m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（二）工步2精銑密封槽加工條件：刀具：φ2硬質(zhì)合金鍵槽銑刀1．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為1.956mm,一次走刀。（2）確定進給量，（3）取切削速度v=30m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（三）工步3粗銑P面加工條件：刀具：高速鋼直柄立銑刀φ51．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為39.37mm,一次走刀。（2）確定進給量，（3）取切削速度v=55m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：圖4-9（四）工步４精銑P面圖4-9加工條件：刀具：高速鋼直柄立銑刀φ3.1751．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量加工余量為39.37mm,一次走刀。（2）確定進給量，（3）取切削速度v=50m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：十、工序10電火花加工軸承槽Q、R加工條件：工件材料：A356-T6機床：DM7132放電加工機床刀具：紫銅工具電極圖圖4-10十一、工序11精鏜φ55.0024內(nèi)圓面；精鏜φ115.484內(nèi)圓面加工條件：工件材料：A356-T6圖4-11機床：TX611鏜床圖4-11刀具：硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀YG3X（一）工步１精鏜內(nèi)圓面φ55.00241．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量端面的粗加工余量為0.05mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=80m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時間根據(jù)公式： 總加工時間的計算：（二）工步2精鏜內(nèi)圓面φ115.4841．計算切削用量及工時定額（1）確定背吃刀量端面的粗加工余量為0.05mm,一次車削走刀切深是。（2）確定進給量（3）取切削速度v=80m/min（4）確定機床主軸轉在實際生產(chǎn)中采用實際的切削速度為：2．計算工時定額、輔助時間及作業(yè)時根據(jù)公式： 總加工時間的計算：工藝合理性分析經(jīng)過各工序削用量及工時定額設計計算，我們了解到在這個工藝過程中工序3和工序9的工時定額時間最長分別為10.613和10.729分鐘，考慮到加工過程中的人為因素和設備的實際生產(chǎn)能力設定單件最長工序時間為10.729分鐘。而計算單件總加工時間是40.837分鐘左右。下面通過計算確定能否滿足產(chǎn)品的年產(chǎn)量要求。假定年工作日為300天，每天工作16小時，二班制，年生產(chǎn)36000件需要T天，則：T=10.729×36000=386244min÷16÷60=403（天）>工作日300天，不滿足產(chǎn)品的年產(chǎn)量要求?，F(xiàn)改為每天工作24小時，三班制，T=10.729×36000=386244min÷24÷60=269（天）<工作日300天，可以滿足年產(chǎn)量的要求，工藝合理。將前面的計算結果填入機械加工工藝規(guī)程綜合卡片內(nèi)，作為指導工人生產(chǎn)技術文件。

專用夾具的設計專用夾具是一種用于某一特定性工件特定工序的夾具，廣泛應用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。專用夾具的使用能夠很好的保證加工精度。其中工件通過夾具上的定度定位獲得正確的位置，通過夾緊機構使工件的既定位置在加工過程中保持不變，進而保證了工件加工表面的位置精度。專用夾具的使用也能夠很好的提高生產(chǎn)率和擴大機床的使用范圍。使用夾具安裝工件，可以大量減少劃線、找正、對刀等輔助時間。專用夾具的使用實質(zhì)上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍，減輕工人的勞動強度，保證了生產(chǎn)安全。專用夾具是連接工件和機床的中間關鍵環(huán)節(jié)，必須保證以下基本要求：1)保證加工精度這是必須做到的基本要求。其關鍵的是正確的定位、夾緊和導向方案。2)夾具的總體方案應與生產(chǎn)綱領相適應在大批量生產(chǎn)中，盡量采用快速、高效的定位、夾緊裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。3)安全、方便，減輕勞動強度夾具要有工作安全性方面的考慮，要符合公認的操作位置和習慣，要有適合的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。4)排屑順暢專用夾具應排屑方便。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。5)機床夾具應有良好的強度、剛度和結構工藝性專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，當最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應設置調(diào)整和修配結構。工序四鉆床夾具的設計夾具分析工序四中所用鉆床夾具所完成的任務是通過一次裝夾，完成端面A上的兩種沉孔的鉆、鉸、锪和一種特殊內(nèi)螺紋的加工。此夾具為一鉆床夾具，工件的定位需要限制六個自由度，采取的定位方式是“一面一銷”外加一可調(diào)V型塊的定位方式，使用通用壓板進行夾緊?？烧{(diào)V型塊的作用是限制一個旋轉自由度。同時，采用可調(diào)V型塊既可以充分的限制旋轉自由度又可以保證后續(xù)加工中端面D上螺紋孔加工余量的均勻性。此鉆床夾具設計的主要目的一方面為了完成工件的順利裝夾，另一方面是在一塊鉆模板的定位下完成端面A上的各孔、螺紋孔的加工，大大提高生產(chǎn)效率。鉆模板的定位方式采取典型的“一面兩銷”定位方式。鉆模板所受的力垂直于“一面兩銷”中的“一面”，因此鉆模板無需夾緊。工序四所用夾具應用于搖臂鉆床Z3032×10(I)上，與機床的連接部分按機床工作臺的聯(lián)系尺寸設計。夾具的整體結構設計圖5-1端面D弧面β內(nèi)圓面α圖5-2本工序中采取的定位方式是“一面一銷”外加一可調(diào)V型塊，定位面為端面D、內(nèi)圓面α和弧面β。端面D與夾具的底座貼合，限制三個自由度。內(nèi)圓面α為一與銷配合的定位孔，限制兩個自由度?？烧{(diào)V型塊與和弧面β貼合限制一個旋轉自由度。綜合設計夾具如圖5-2所示。圖5-1端面D弧面β內(nèi)圓面α圖5-2夾緊力的分析在夾具的設計中，夾緊力的大小并非所有情況下都需要計算。如此工序中的鉆床夾具設計中，采用手動夾緊機構，根據(jù)經(jīng)驗確定所需的夾緊力即可。且在此工序中工件在加工過程中所受力方向垂直于底座，而且壓板的夾緊力方向也垂直于底座，所以壓板夾緊工件可以滿足工件在夾具中的夾緊力需要。夾具使用說明圖5-5圖5-4圖5-3安裝工件時將圓柱銷穿過內(nèi)圓面α（如圖5-1），同時撥回可調(diào)V型塊使端面D與底座面貼合，放松可調(diào)V型塊進而完成工件定位。將壓板滑至適當位置，擰緊螺母完成裝夾，如圖5-3圖5-5圖5-4圖5-3工序六鉆床夾具的設計夾具分析圖5-6工序六鉆床夾具設計的主要目的是為了使工件旋轉28°，使待加工孔與工作臺垂直。同時，使用鉆模板定位待加工孔的位置。此夾具也是一鉆床夾具，工件的定位需要限制六個自由度，采取的定位方式是典型“一面兩銷圖5-6工序六所用夾具應用于搖臂鉆床Z3032×10(I)上，與機床的連接部分按機床工作臺的聯(lián)系尺寸設計。夾具的整體結構設計孔γ圖5-7本工序中采取的定位方式是“一面兩銷”，定位面為端面D、內(nèi)圓面α和孔γ，如圖5-1、圖5-7所示。端面D與夾具的底座貼合，限制三個自由度。內(nèi)圓面α為一與銷配合的定位孔，孔γ圖5-7定位誤差的分析計算圖5-8此工序中鉆模板與零件間為間隙配合，鉆模板定位內(nèi)圓面的公差為H8。配合尺寸為φ88.9H8/h8mm。圖5-8工序尺寸為φ14.99±0.25mm，位置度要求為φ0.25，定位基準為定位內(nèi)圓面軸線。定位基準與工序基準重合，δ不重=0。δ位置=δＤ１＋δｄ１=0.05+0.054=0.104<0.25mm因此定位合理。夾緊力的分析工件在加工過程中壓板夾緊力方向與刀具的進給力方向和切削力方向都成28°，大部分力由定位柱和底座承擔，因此采用壓板夾緊工件，可以滿足工件在夾具中的夾緊力需要。圖5-9夾具使用說明圖5-9安裝工件時將圓柱銷穿過內(nèi)圓面α（如圖5-1）并使削邊銷與孔γ配合（圖5-7)，同時使端面D與底座面貼合,這樣完成工件的定位。將壓板滑至適當位置，擰緊螺母即可完成裝夾，如圖5-9所示。至此，工件定位夾緊完成。

夾具機構仿真此機構仿真是在Pro/E的裝配模塊下模擬了工序四的加工過程。包括機床和刀具選擇，切削參數(shù)的設定，加工過程的仿真和主軸運動速度的分析等設計內(nèi)容。仿真中的加工機床為搖臂鉆床Z3032×10(I)，夾具為專用夾具04，刀具、切削用量、工時定額等技術參數(shù)由工藝卡片查得。仿真過程按照現(xiàn)實加工中的切削用量、工時定額等技術參數(shù)對實際的加工過程進行模擬。在此過程中，演示了工件的裝夾過程、鉆模板的安裝方法、刀具的運動軌跡等內(nèi)容；同時進行了全局干涉檢查和鉆床主軸運動分析。盡可能分析實際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題，為工人操作、安全生產(chǎn)提供指導性文件。圖6-2圖6-1分析并生成錄像的視頻文件，存為mpg文件“JIGOUFANGZHEN01_GX04”。分析過后生成軌跡曲線如圖6-1所示。圖6-2圖6-1在機構仿真后對由搖臂鉆床、夾具、工件組成的整體進行全局干涉檢查，如圖6-2所示。經(jīng)過干涉檢測，證明夾具的使用過程中沒有發(fā)生干涉現(xiàn)象。主軸軸向運動分析主軸軸向運動分析圖6-3

結論在畢業(yè)設計期間，主要完成了零件的熔模模具設計，零件的工藝規(guī)程、專用夾具設計和夾具的機構仿真。在零件實體造型、模具設計、零件加工工藝設計及工裝設計、機構仿真等方面獲得綜合性訓練。三維實體造型階段應用Pro/EngineerWildfire軟件強大的實體造型能力實現(xiàn)毛坯的三維實體造型，為后續(xù)的模具設計提供了可靠的參考模型。模具設計階段采用模具CAD/CAM技術，綜合考慮模具設計、實際加工工藝等方面因素對安裝座（6422635）的模具進行設計。同時利用Pro/EngineerWildfire模具設計模塊，不僅實現(xiàn)了對零件的模具設計，而且還分離出了型芯實體，避免了零件的重復造型。零件工藝規(guī)程編排階段零件工藝規(guī)程是符合行業(yè)的標準化規(guī)定，本次畢業(yè)設計是在充分考慮到產(chǎn)品本身特點以及企業(yè)現(xiàn)實的加工水平，包括機床、刀具、工人的操作水平等基礎上，通過查閱大量的加工方面的資料和與老師討論最終確定加工方案。這個過程是一個循序漸進的過程，經(jīng)過反復的、大量的修改確定更合理的加工工藝。夾具機構仿真階段使用Pro/EngineerWildfire軟件的裝配模塊進行了夾具的機構仿真，模擬了實際的加工過程并進行了主軸的軸向運動、運動軌跡等分析。使盡可能多的問題解決在未進行生產(chǎn)之前。畢業(yè)設計中，采用了先進的CAD\