工艺夹具毕业设计47减速器壳体机加工工艺规程设计

XXXXXXXXX 学院 毕业生毕业设计论文 题目： 谐波减速器零件机械加工工艺规程及夹具设计 院 (系 )别 机械 工程 系 专 业 机械设计制造 与 自动化 届 别 2003 届 学 号 03XXXXX 姓 名 XXXX 指导教师 XXXX XXXXX 学院教务处 二七年 六 月 XXXX 学院毕业 论文 I 原 创 声 明 本人 郑 重声明：所呈交的论文“谐波减速器壳体机加工工艺规程设计” ，是本人在导师指导下开展研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果，尊重知识产权，并愿为此承担一切法律责任。 论文作者 (签字 )： 日期： 2007 年 06 月 日 II 摘 要 当今发展国民经济的一个重要保障就是机械制造工业的飞速发展。随着时间的发展，机械设计水平的高低已成为衡量一个国家科学技术、经济水平以及国防力量的重要标志之一。所以进行零件机械加工工艺规程及夹具的设计有着重要的意义。 本次设计的任务是制定年产量为 50 500 件的壳体零件 的 成组 机械 加工工艺规程并设计其中某一 重要 工序的夹具。此 壳体用于安装谐波减速器各个零件，使其获得正确的装配关系。 零件材料为铸造铝合金，故 毛坯成形采用铸造的方法。 通过对零件技术要求和零件特点的分析， 对不同型号 的谐波减速器采用成组加工工艺和成组夹具。 确定 各种回转表面 及 端面采用车削加工 ，其中 对于重要的回转表面及端面采用粗车 半精车 精车加工方法， 次要回转表面及端面采用粗车 半精车加工方法；螺孔采用钻孔 -攻丝加工方法。 对 10 工序 的夹具进行了设计，为保证螺孔的位置精度，选用钻夹具。 关键词：谐波减速器壳体，机械加工工艺 规程 ，夹具 ，车削 XXXX 学院毕业 论文 III Abstract Now the rapid development of machining manufacture is an important safeguard of the national economy industry. With the time passing by, the machining design level has become a vital symbol which stands for the level of science and technology, economy, as well as the national defense capability. Therefore the components machine-finishing technological process and the jig design will play a great role. The mission of this project is to establish the machining process regulations of a set of shells with a 50 500 yearly output. The clamp of a certain procedure is also designed. The shells are mainly used to install components of the harmonic speed changer so that the right assembly connection can be gained. The material of the shells are cast aluminium alloy, so we use founding as the way to get roughcast. Through the analysis of technical request and characteristics of the shells, group machining method and modular jig are used to produce the shells of harmonic speed changers. All the rotative surfaces and end surfaces are produced by turning processing. Among those the most important surfaces are processed by rough turning-semifinishing-finish turning and other surfaces by rough turning-semifinishing. For screws, we use the process of drilling- threading. The clamp of procedure 10 is designed during which the drilling jigs are used to assure the positional accuracy of the screws. Key words： Harmonic speed changer, Technologic regulations of machining process， Jig, Turning IV 目 录 前 言 . 1 1 零件图分析 . 3 1.1 零件的功用 . 3 1.2 零件工艺分析 . 3 2 确定毛坯 . 4 2.1 确定毛坯制造方法 . 2.2 确定总余量 . 2.3 绘制毛坯图 . 3 制定零件工艺规程 . 3.1 选择表面加工方法 . 3.2 选择 定位基准 . 3.2.1 精基准的选择 . 3.2.2 粗基准的选择 . 3.3 拟定零件加工工艺路线 . 3.4 选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具 . 3.5 填写工艺过程卡片 . 3.6 机械加工工序设计 . 15 3.6.1 4 成组夹具设计 . 错误 !未定义书签。 4.1 功能分析与夹具总体结构设计 . 错误 !未定义书签。 4.2 夹具设计计算 . 16 4.3 夹具制造与操作说明 . 5 结论 致 谢 . 20 参考文献 . 22 附录 . XXXX 学院毕业论文 1 前 言 机械制造工业是国民经济的装备部，在国民经济中具有十分重要的的地位。机械制造 工业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有很大的影响。而机械制造技术基础设计是综合运用“机械制造技术基础”及有关课程内容，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节。 现代机械制造技术的特点可用先进性、实用性和前沿性来概括。 (1) 先进性 现代机械制造技术的先进性主要表现在优质、高效、低耗、洁净、灵活（柔性）五个方面。 优质：利用现代制造技术，使加工制造出的零部件或整机质量高，性能好；零部件尺寸精确，表面光洁，内部组织致密，无缺陷及杂质，使用性能好；整机的结构合理、色彩美观宜人，可靠性高。 高效：使用现代制造技术，不仅表现在生产过程中，生产效率得到了很大的提高，大大降低了操作者的劳动强度。而且还表现在产品的开发过程中，提高了产品的开发效率和质量，缩短了生产准备时间。 低耗：采用现代制造技术，可以降低整个生产过程中的原材料及能源消耗。 洁净：生产过程不污染环境，使有害废弃物零排放或少排放。 灵活：能快速对市场变化及产品设计的更改作出反应，适应多品种柔性生产。 (2)实用性 因为现代制造技术内涵极其 丰富，同时又是动态发展的，它具有多种不同的模式和层次，可以应用于各种类型的机械工厂。 (3)前沿性 先进制造技术的前沿性主要表现在：先进制造技术是信息技术和其它高新技术与传统制造技术相结合的产物，是制造技术研究最为活跃的前沿领域。某些先进制造工艺和装备可能目前应用还不广泛，但是它们代表着一定的发展方向，可望得到越来越广泛的应用。 通过毕业设计培养了我制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及 2 设计机床夹具的能力。通过本次设计，我可以对所学专业课程进行一次系统的回顾，熟悉有关标准和设计资料，学会 使用有关手册和数据库，也是对所学内容的一次综合检验，对我即将走向工作岗 位之前的系统培训和作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。 本次设计的任务是制定年产量为 500 件的谐波减速器壳体的机械加工工艺规程，编制机械加工工艺卡片，选择所用机床、夹具、刀具等；对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；对主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出工序简图；设计某一工序的夹具，绘制夹具装配图；编写设计说明书。 本次设计的零件 它是依靠柔性 零件产生弹性机械波来传递动力和运动 ，其 承载能力高 ，传动比大，体积小中重量轻，传动效率高寿命长，传动平稳。在设计毛坯成形时应特别注意这些方面，同时在进行工艺设计时本人对零件的设计要求和技术条件进行了深刻的研究分析。严格按照设计人员的意图进行工艺编程，发现问题时及时和设计人员进行沟通以达到最佳的设计状态。在对夹具进行设计时，查阅了大量车床夹具手册。 本次设计采用了车间工艺技术员必不可少的理论和技术，使其更具体、更贴近生产实际，论文具有一定的应用价值。在设计过程中查阅了大量资料和文献，涉及到加工、装配、绘图、极限 与配合、工程材料等多个方面。在设计过程中，本人立足于理论联系实际，研究了谐波减速器壳体零件的机械加工工艺过程与原理，以及各工艺环节之间相互联系，并通过大量齐全的数据、准确的图表、框图等，对加工工艺进行系统性、原理性地纵向和横向综合分析比较。通过本次设计可以达到以下目的： （ 1） 使设计者具有编制中等复杂程度零件的常规工艺规程的初步能力； （ 2） 具有对已编好的机械加工工艺规程在生产现场进行实施和服务的初步能力； （ 3） 具有对新工艺、新技术了解和推广应用的能力。 所设计的工艺重点突出，某些不重要的环节进行了省略，有不明之 处，请参阅相关书籍和资料。XXXX 学院毕业论文 3 1 零件图分析 图 1.1 谐波减速器壳体 图 1.1 为 谐波减速器壳体 零件图， 各种壳体年产 50 500 件不等，按订单生产 ，属小批量生产 。 1.1 零件的功用 本零件为谐波减速器壳体，用于安装谐波减速器各零件，使其获得正确的装配关系。其中内孔 D1 用于安装刚轮，内孔 D6 用于安装支承低速轴（输出轴）的轴承。同时壳体外圆表面 D7 也是谐波减速器的安装基准面。 1.2 零件工艺分析 本零件主体形状为回转体零件，其最主要加工面是内孔 D1、 D6，外圆 D7，以及与内孔 D1、 D6 垂直度要求较高的几 个端面，如何保证这些表面本身的加工精度和相互位置精度是加工工艺需要重点考虑的问题。 本零件的另一特点是螺孔较多，其中螺孔 S1 位置度要求较高，螺孔 S3、 S4、和S5 也有一定的位置度要求，在工艺上应给予保证。本零件结构对于 4 种不同型号的谐波减速器完全一样，仅尺寸有所区别，但也在一定的尺寸范围内。故可以采用成组工艺和成组夹具。 4 2 确定毛坯制造方法 本零件的材料是简单硅铝明 ZALSi12(ZL102)，此铝硅系列铸造铝合金的铸造性和力学性能配合最佳。有相当好的抗蚀性和耐热性，该合金适用于制作形状复杂但强度要求不是 很高的铸造零件或者薄壁零件，例如仪表，水泵的壳体以及一些承受低载荷的零件。而且 本设计中谐波减速器 壳体年产 量为 50 500 件，属于小批量生产，考虑 到 经济因素 ，毛坯 采用砂型铸 造 的成形方法 。 2.1 选定铸件分型面 铸型分型面指铸型组元间的结合面。 铸件的分型面确定之后，铸件在砂箱中的位置被确定，分型面的位置是否合理，关系到模样的结构，型芯的数量，制造工艺等。因而，选择合理的分型面对铸件的质量和生产成本有重要的影响。分型面的选择要遵循以下原则： （ 1） 尽量减少分型面 （ 2） 尽量减少型芯 （ 3） 分型面尽量为平面 （ 4） 分型面尽量位于下型 本铸件的分型面位置 见毛坯图 。 2.2 确定 机械 加工余量和 最小铸孔 机械加工余量是指在切削加工时需要从铸件上切削掉的材料的厚度。造型时必须考虑铸件所需要的机械加工面的加工余量。加工余量的大小与铸件的批量、合金的种类、铸件的尺寸和浇注位置有关。大批量生产时采用机器造型的方法，铸件的精度高，加工余量可以小一些。单件或者小批量时一般是手工造型，铸件的精度低，应该选择比较大的加工余量。 铸件越大，铸造的误差越大加工余量应该越大。浇注时位于铸件顶面部位的质量较差，加工余量比较大 。 由表 2.1 确定外圆、内孔直径上总余 量为 5mm，端面总余量为 2.5mm。 铸件的孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，还必须考虑其必要性。一般来说，较大的孔 、 槽应当铸出， 以减少切削加工工时、节省金属材料，同时也可减小铸件上的热节。但较小的孔、槽则不必铸出，留待加工反而更经济。本设计中，壳体零件图中 D4、 D5、 D13 孔径都较小，因此不予铸出。 XXXX 学院毕业论文 5 表 2.1 铸件的机械加工余量（ mm） 2.3 选定起模 斜度 为了便于造型时的起模，将模样垂直于分型面的表面设计成一定斜度的表面，该斜度称为起模斜度。起模斜度的大小与模样的种类，垂直壁的 高度，造型的材料的特点和造型的方法有关。起模斜度一般是 0.53。立壁越高，斜度越小，内壁的斜度应该大于外壁的斜度。金属模样与型砂的摩擦力比较小，起模斜度小于木模样。 2.4 铸造收缩率 由于合金的线收缩，铸件冷却的尺寸将比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件应有的尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩量。 在铸件冷却过程中其线收缩率不仅受到铸型和型芯的机械阻碍，同时还受到铸件各部分的相互制约。因此，铸件的实际线收缩率除随合金的种类而异外，还与铸件的形状、尺寸有关。通常，铝硅合金的收缩率为 0.8% 1.2%。 在毛坯制造时应考虑到这一点。 2.5 型芯 头与型芯座 在铸型中，型芯头对型芯起着定位和排气作用。型芯头的形状尺寸将影响型芯的安装稳定性。按照固定的方法不同，型芯头可以分为垂直型芯头和水平型芯头两种，垂直型芯头一般设有上，下型芯头。为了便于型芯防止和固定，下型芯头高读比上型芯头大，斜度要小于上型芯头，型芯头和型芯座之间要留有空隙 ， 以便于铸型的装配 。对于段而且粗的垂直，也可以不设计上型芯头。水平型芯的两端一般都有型芯头。通过件图结构，由于零件是带有空腔的，所以选择空腔部分设计使用型芯。 2.6 绘制毛坯图 绘制 的毛坯图 见图 2.1。 6 图 2.1 谐波减速器壳体铸造毛坯图 3. 制定零件工艺规程 3.1 选择表面加工方法 1）由于工件材料为 ZL102 铸 铝合金，故各回转表面及端面均采用车削方法加工：对于重要回转表面及端面 ，为保证其尺寸精度和位置精度， 采用粗车半精车精车加工方法，对于次要回转表面及端面 则 采用粗车或粗车半精车 的 加工方法。 2）螺孔采用钻孔攻丝加工方法。为保证螺孔的位置精度，均使用钻夹具进行加工。 3.2 选择定位基准 定位基准有粗基准和精基准之分。工件加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加 工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。在以后的工序中则使用经过加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为精基准。 合理选择定位基准，对保证加工精度、安排加工顺序和提高加工生产率有着重要的影响。从定位的作用来看，它主要是为了保证加工表面的位置精度。因此定位基准的总原则，应该是从优位置精度要求的表面中进行选择。 3.2.1 精基准的选择 精基准 又称光基准，其 选择原则 如下： （ 1）“基准重合”原则 就是 尽量选用设计基准和工序基准作为定位基准， 以避免定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差 。 （ 2）“基准统一”原则 位置精度要求较高的某些表面加工时，尽可能 选择 同一定位基准，这样有利于保证各加工表面的位置精度。 XXXX 学院毕业论文 7 （ 3）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为经基准得原则，反复多次进行精加工。 （ 4）“自为基准”原则 有些精加工或光整加工工序余量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，即遵循自为基准的原则。 本零件的设计基准是 D6 孔和大端面 C，根据基准重合原则，并同时考虑统一精基准原则，选 D6 孔和大端面 C 作为主要定位精基准。在钻螺纹底孔的工序中，考虑工件定位和装夹的方便，选大端面 C 和 D1 孔作为定位精基准。为保证 D7 外圆和 D6 孔的同轴度，加工 D6 孔时采用 D7 外圆表面作为定位基准；而在精加工 D7 外圆表面时，采用D6 孔作为定位基准。这体现了互为基准的原则。 3.2.2 粗基准 的 选择 主要不影响不加工表面和加工表面间的相互位置精度，以及影响加工表面的余量分配。因此，选择粗基准的基本原则是： （ 1）若工件必须保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。 （ 2）在没有要求保证重要表面加工余量 均匀的情况下，若零件的每个表面都要加工，则应该以加工余量最小的表面作为粗基准。 （ 3）在与上项相同的前提条件下，若零件上有的表面不需加工，则应以不加工表面和加工表面终于加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准，以达到壁厚均匀，外形对称等要求。 （ 4）选用粗基准的表面应尽量平整光洁，保证零件夹紧可靠。 （ 5）粗基准一般只使用一次，因此，一般只在第一道工序中使用，以后不应重复使用。 为保证加工面与不加工面的位置关系，选不加工的四方面作为定位粗基准。 3.3 时效处理 铸造和机械加工都会留下残 余内应力，故应采用时效处理予以消除。对于铸件，特别是形状复杂的大型铸件，应在粗加工前后各安排一次时效处理。对于精度要求高的工件，一般在粗加工和半径加工后各安排一次时效处理。 3.4 拟定零件加工工艺路线 生产车间有普通车床和数控车床可供选择。考虑到该零件孔的加工难度较大，为了稳定地保证加工精度 ， 也为了提高加工效率，精加工采用数控车床。主要加工工序确定 如下： 1）半精车小端面、 D7 外圆、台阶面及 D4 孔（普通车床，四爪卡盘）； 2）半精车内空刀槽 D3（ L2 L3）（普通车床，三爪卡盘）； 8 3） 时效处理； 4）精车大端面，精车 D1 孔，半精车 D2 孔，精车 D6 孔，倒角 0.5 45（数控车床，三爪卡盘）； 5）精车 D7 外圆，精车台阶面，倒角 1 45，精车 D4 孔，精车 L9 槽（直径 D5）（数控车床，可胀心轴）； 6）中间检验：精车各部尺寸； 7）钻 4 S3 螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）； 8）钻 6 S4 螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）； 9）钻 4 S5 螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）； 10）钻 S1 和 S2 螺纹底孔，锪沉头孔（台式钻床，钻夹具）； 11）中间检验：螺纹底孔尺寸及位置 ； 12）攻丝： 4 S3（台式钻床，钻夹具）； 13）攻丝： 6 S4（台式钻床，钻夹具）； 14）攻丝： 4 S5（台式钻床，钻夹具）； 15）攻丝： S1 和 S2（台式钻床，钻夹具）； 16）最终检验。 3.4 选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具 3.4.1 机床 机床是机械制造业的基本加工装备，它的品种、性能、质量和技术水平直接影响着 其他机电 产品的性能 、质量、生产技术和企业的经济效益。 机 床可分为传统机床和数控机床两大类， 按机床的加工 方式、加工对象或主要用途， 我国将机床分成为 12大类， 它们是：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其它机床。每一类机床，又可按其结构、性能和工艺特点的不同细分为若干组，如车床类就有：普通车床、立式车床、六角车床、多刀半自动车床、单轴自动车床和多轴自动车床等等 。 机床的主要组成部分有主传动部件、进给传动部件、工件安装装置、刀具安装装置、支承件和动力源。 3.4.2 夹具 夹具是加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工件的装置。它对保证加工精度、提高生产效率和减轻工人劳动量有很大作用。 机床 夹具 一般按用途分类，通常分为两大类：通用夹具和专用夹具。通用夹具指加工两种或两种以上工件的同一夹具，一般已经标准化，不需特殊调整就可以用于加工不同的工件。他们的适应性较强，对于充分发挥机床的技术性能、扩大机床的使用范围起着重要作用。专用夹具是指为某一零件的加工而专门设计和制造的夹具，没有通用性。利用专用夹具加工工件，即可保证加工精度，又可提高生产效率。此外，还XXXX 学院毕业论文 9 可按夹紧力源不同，将夹具分为手动夹具、气动夹具、电动夹具和液压夹具等。 单件小批生产中重要使用手动夹具。 夹具主要由定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体及其 他部分组成。 工件的加工精度在很大程度上决定于夹具的精度和结构，因此整个夹具及其零件都要具有足够的精度和刚度，并且结构要紧凑、形状要简单，装卸工件和清除切屑要方便等。 3.4.3 刀具 和量具 切削 过程中 刀具 用来直接完成切削工作。无论哪种刀具，一般都有切削部分和夹持部分组成。夹持部分用来将刀具夹持在机床上的部分，要求它能保证刀具正确的工作位置，传递所需要的运动和动力，并且夹固可靠，装卸方便。切削部分是刀具上直接参与切削工作的部分，刀具切削性能的优劣，取决于切削部分得材料、角度和结构。 量具的选择取决于生产类型 和加工精度。单件小批生产尽量采用通用量具，大量生产且精度要求较高时，应采用各种量规和高效检验设备。 表 3.1 常用加工设备技术参数 机 床 最大加工直径加工长度 主轴转速（转 /分） 加工质量 主电机功率 KW 不圆柱度 锥度 不平度 粗糙度 普通车床 C6132 320 800 40 1200 0.01 0.01 0.015/180 4 CA6140 400 650 10 1800 0.01 0.01/100 0.015/200 7.5 CM6140 400 900 10 1400 0.005 0.01/150 0.01/200 7.5 机 床 最大钻孔直径 主轴行程 主轴转速级数 主轴转速 （转 /分） 主轴功率 立式钻床 Z518 18 150 6 310 2975 1 Z525 25 175 9 97 1360 28 摇臂钻床 Z35 50 350 18 34 1700 5.5 Z37 75 450 22 11.2 1400 7.5 机 床 最大刨削长度 工作台工作 面积 每分钟滑枕 往复次数 每往复工作台进给量 主电机功率 牛头刨 B650 500 顶面： 450*405 侧面 435*355 8 级 11 120 6 级 0.35 2.13 4 B665 650 侧面： 650*450 6 级 12.5 72.7 10 级 0.33 3.33 3 机 床 最大镗孔直径 主轴转速 加工质量 10 （转 /分） 不圆柱度 端面不平度 粗糙度 卧式 T617 240 13 1160 0.02 0.02 T68 240 20 1000 0.02/300 0.02/300 精密窝镗铣T646 240 8 1036 0.01 0.01 立式金刚镗T716 165 19 600 0.01 0.01 外圆磨床 M2120 磨削直径 8 315 磨削长度 1000 0.003 0.006 内圆磨床 M2120 磨孔直径 500 200 磨孔深度 120 160 0.006 0.005/200 平面磨床 M1040 磨削面积长 *宽1000*300 不平度0.015/1000 无心磨床 M1040 磨削直径 2 40 磨削宽度 140 椭圆度 0.002 不圆柱度 0.004 机 床 工作台工作 面积长 *宽 工作台 最大行程 主轴转速 （转 /分） 主电机功率 KW 卧式铣床 X60 800*200 500*160*300 50 2240 3 卧式铣床 X62 1250*320 700*255*360 30 1500 7.5 立式铣床 X52K 1250*320 700*255*370 30 1500 7.5 万能铣床 X62W 1250*320 700*255*370 30 1500 7.5 机 床 额定拉力（吨） 最大行程 滑枕行程速度 工作 返回 主电机功率 （ KW） 立式内拉床L5120 20 1250 1.5 13 7 20 14 卧式内拉床L6110 10 1250 2 11 14 25 17 卧式内拉床L6120 10 1600 1.5 11 7 20 22 XXXX 学院毕业论文 11 表 3.2 常用量具及规格 12 3.5 填写工艺过程卡片 根据 表 3.1 及表 3.2 选择合适的工艺设备，并结合所确定的加工工艺路线，填写机械加工工艺过程卡片如表 3.3 所示。 表 3.3 谐波减速器壳体机械加工工艺过程卡片 XXXX 学院 机械设计制造 与 自动化 机械加工工艺过程卡片 零件名称 零件 图号 谐波减速器 壳体 工序号 工序名称及内容 机床 夹具 刀具 量具 辅具 名称 型 号 名称 规格 名称 规格 1 半精车 : 夹四方 ,靠大端面 车小端面 ,车外圆D7,直径留L6+2.5mm;车 D4 孔 ,直径留 1mm 余量 普通 车床 C6132 四爪卡盘 左偏刀 弯头刀 90 45 游标卡尺 0.05/200 2 半精车 : 夹 D7外圆 ,靠台阶端面车内空刀槽 D3(L2-L3),成 普通 车床 C6132 三爪卡盘 内孔车刀 游标卡尺 0.05/20 3 时 效 4 精车 : 夹 D7外圆 ,靠台阶端面 半精车大端面 ,留余量 0.5mm;半精车 D1孔 ,成 :半精车 D6 孔直径留 1mm:精车大端面 ,成 ,保证尺寸L1和 L6+0.5mm;倒角0.5 45 :精车 D1孔 ,成 ,保证尺寸 L4 数控 车床 CK6132 三爪卡盘 弯头刀内孔车刀 45 游标卡尺 深度尺塞规 0.05/200 0.05/200 XXXX 学院毕业论文 13 5 精车 :以大端面及 D6孔定位 倒角 1 45 ;车 D7外圆 ,成 ,车台阶面 ,保证尺寸 L6:车 D4 孔 ,成 .车 L9 槽 ,直径 D,保证 L10 数控车床 CK6132 可胀心轴 弯头刀右偏刀 90 45 游标卡尺 千分尺 百分表 检验心轴 0.05/200 25-50 (50-75) 0-5. 顶尖座 6 中间检验 : 精车各部尺寸 游标卡尺 百分表 塞规 千分尺 0.05/200 0- 5 (50-75) 顶尖座 7 钻孔 : 以大端面及 D1 孔定位钻 4_S3螺纹孔 ,分布圆直径 D9,位置度0.15mm 台式钻床 钻夹具 钻头 2.4 3.2 4.1 游标卡尺 0.05/125 8 钻孔 :以大端面及 D1孔定位 钻 6-S4 螺纹孔 ,分布圆直径 D8,位置度0.15mm 台式钻床 钻夹具 2.4 3.2 4.1 游标卡尺 0.05/125 9 钻孔 : 以大 端面及D6 孔定钻 4-S5 螺纹底孔 ,分布圆直径D11,位置度 0.15mm 台式钻床 钻夹具 钻头 游标卡尺 0.05/125 10 钻孔 : 以大端面及D1 孔定位钻 S1螺纹底孔 ,保证尺寸 L5:钻S2 螺纹底孔 ,保证尺寸 L7: 锪孔 D13,深 1 台式钻床 钻夹具 钻头 锪钻 2.4 3.2 5.0 7.5 10.5 12 游标卡尺 0.05/125 11 中间检验 检查各孔尺寸位置 14 12 攻丝 :4-S3 台式 钻床 钻夹具 丝锥 M3 M4 M5 M6 螺纹塞规 M3 M4 M5 M6 13 攻丝 :4-S4 台式 钻床 钻夹具 丝锥 M3 M4 M5 M6 螺纹塞规 M3 M4 M5 M6 14 攻丝 :4-S5 台式 钻床 钻夹具 丝锥 M5 M6 螺纹塞规 M5 M6 15 攻丝 S1.S2 台式 钻床 钻夹具 丝锥 M3 M4 M5 M6 螺纹塞规 M3 M4 M5 M6 16 最终检验 设计者 指导教师 共 3 页 4.成组夹具的设计 （ 10 工序夹具） 组合夹具 它是由一套预先制造好的标准元件组合而成， 这些元件具有各种不同形状、尺寸和规格，并具有良好的互换性、耐磨性和较高的精度。根据工件的工艺要求，可将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用完毕后，元件可方便地拆开，洗净后存放起来，待需要时重新组装成新的夹具。组合夹具由于它的灵活和通用，使生产准备周期大大缩短，同时能节约大量设计、制造夹具的工时和材料，特别适用于新产品试制、单件小批生产和临时性生产任务。 组合夹具组成如图4.1 所示。 通用可调夹具 这类夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。针对成组加工 中某一工序而设计制造的可调整夹具，称为成组夹具。通用可调整夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 XXXX 学院毕业论文 15 4.1 经济性分析 迄今为止，夹具经济性的分析研究还不够完善，设计者常常需要根据自己的经验来进行决策。本文采用以下方法进行夹具经济性的分析。 使用夹具加工时，工序成本可按 式（ 4.1）计 算： ( 1 )() FO F L F M s F aC n iE C C t Q ggg （ 4.1） 式中 OFE-使用夹具加工时的工序成本（元）； LFC-使用夹具加工时的每小时劳动力费用（元 /小时）； MC-包括管理费用在内的机床机时费用（元 /小时）； sFt-使用夹具加工时的单加工时（小时）； n-夹具使用年限（年）； i-投资利息或润利率数值（ 1/年）； 16 aQ-使用夹具加工的 零件总数； FC-夹具成本，包括夹具设计费用、材料费用、加工费用、调整与装配费用、维护与保管费用等（元）。 不使用夹具加工时，工序成本可按 式（ 4.2） 计算： ()O L M sE C C t g（ 4.2） 式中OE-不使用夹具加工时的工序成本（元）； LC-不使用夹具加工时的每小时劳动力费用（元 /小时）； st-不使用夹具加工时的单位工时（小时）。 若OF OEE，则应使用夹具。 4.2 夹具总体 方案分析 本工序要求以壳体大端面（ 3 点）和 D1 孔（ 2 点）定位，钻 S1、 S2 螺纹底孔，锪D13 孔，要求保证位置尺寸 L5 和 L7，其中位置尺寸 L5 要求较严格，是夹具设计需要着重考虑的问题。 夹具方案设计工件分别以大端面、短圆柱孔和四方面为第一、第二和 第三定位基准，可采用大端面短圆柱面的定位方式，以满足 3 点定位和 2 点定位的要求， 1 点定位则可采用可调支承来实现。 4.3 夹具总体结构设计 4.3.1 夹具的设计方法 机床夹具设计是工艺装备设计的重要组成部分。设计的夹具应具备以下条件：保证零件的加工质量；生产效率高；结构工艺性好，便于制造和维护；成本低；操作方便、安全、省力和排屑方便等。 夹具具体设计过程如下： （ 1）研究原始资料，明确设计任务 ，确定 定位方案 。 工件定位的实质，就是要使工件在夹具中占有某一确定的位置。任何一个刚体（工件）在空间直角坐标系 内都有六个自由度，即沿三个坐标轴的转动 Xur 、 Yur 、 Zur 和绕此三个坐标轴的转移 X 、 Y 、 Z 。工件在空间的六个自由度，可用合理布置得六个支撑点来限制，使工件得到确定的位置，此既工件的定点定位原理。 本工序的 设计任 务是：对 钻 S1、 S2 螺纹底孔和锪 D13 孔 这一工序的装夹进行设计。分析零件图可知前几道工序中零件已加工的表面有大、小端面， 4 S3、 6 S4、 4 S5XXXX 学院毕业论文 17 螺纹底孔 。 这一工序要 加工 S1、 S2 螺纹底孔和 D13 孔 ，那么定位基准宜选 壳体 大端面（ 3 点） 和 D1 孔 （ 2 点）进行 定位。 分别以大端面、短圆柱孔和四方面为第一、第二和第三定位基准，采用大端面短圆柱面的定位方式，以满足 3 点定位和 2 点定位的要求， 1 点定位则采用可调支承来实现。 本工序要用的刀具、量具、加工余量、切削用量及有关技术参数 列入该工序卡片，见表 4.1： 表 4.1 10 工序成组加工工序卡片 （ 2） 夹具体设计 夹具体是整个夹具的基体和骨架。在夹具上要安装组成该夹具所需的各种元件、机构、装置等；还要考虑便于装卸工件以及在机床固定。因此，夹具体的形状和尺寸，主要取决于夹具上各组成件的分布情况；工件的形状、尺寸以及加工性质。夹具体设计的基本要求： 应有足够的强度和刚度 ；用以保证加工过程中在加紧力、切削力等外力的作用下，不致产生不允许的变形和振动。力求结构简单，装卸工件方便，更要防止无法制造和难以装卸的现象发生；在保证强度和刚度的前提下，应尽量使体积减小，重量减 轻。要有良好的结构工艺性和使用性，以便于制造、装配和使用；夹具有三部分表面是影响夹具装配后精度的关键，即夹具体的安装基面、安装定位元件的表面、安装对刀或导向装置的表面。尺寸要稳定；即夹具体制造加工后，应防止日久变形。 18 我们选择的是铸造夹具体，所以在铸件成形后，要进行时效处理，避免产生较大的内应力。排除切屑要方便； 在 此套夹具中，都是外部切削，排屑的问题就不再多考虑。 在机床上安装要稳定、可靠、安全。 4.3.2 夹具总体结构设计 根据分析，确定的夹具总体结构设计方案为： 1） 考虑生产批量不大， 故采用手动夹紧。 2） S1 螺纹底孔有 3 个，且圆周上均匀分布，故宜做成回转式钻模，采用分度盘和插销进行分度。 3） 为适应不同尺寸零件加工需要定位元件应做成可换方式。 4） 为减小由于钻削轴向力引起工件变形和位移，应在钻头对应位置上加辅助支承。 5） 为便于安装工件，钻模板采用铰链式结构。 6） 尺寸 L5 要求较严格，故钻 S1 螺纹底孔的钻模板位置固定，调整钻 S2 螺纹底孔的钻模板位置，以适应不同孔距要求。 4.4 夹具制造与操作说明 本夹具分度与定位装置是夹具设计制造的关键。定位装置既 要满足不同型号壳体零件的定位尺寸要求，又要保证定位端面至 S1 螺纹底孔钻套的距离，为此必须严格按夹具零件图纸要求进行加工。同时夹具在转换加工零件时，必须进行仔细的调整和检测。 装夹工件时，用力要适当，以免产生夹紧变形。锪 D13 孔时，须将相应的钻模板掀起，利用锪钻自身导向。夹具装配图如 图 4.2 所示。 其中件号 1 9 为可换件，应根据不同型号零件进行更换。件号 11 45 为非标准夹具元件或自制标准夹具元件，件