汽車前拖鉤的加工工藝與工裝設(shè)計夾具設(shè)計

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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 論文題目： 汽車前拖鉤的加工工藝與工裝設(shè)計所屬系部： 航空制造工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： 職 稱 ： 助教 學(xué)生姓名： 班級、學(xué)號: 專 業(yè)： 年 月 日 摘 要 我國的制造工藝與技術(shù)裝備相對落后于工業(yè)發(fā)達的國家，我國大多數(shù)企業(yè)目前還采用較落后的制造工藝及技術(shù)裝備生產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)高效率低耗工藝的普及率不足 10%數(shù)控機床及高效設(shè)備不足 5%。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的技術(shù)手段方面，我國 CAD 的覆蓋率僅為 5%。不能及時開發(fā)設(shè)計具有創(chuàng)新和獨占性的市場的新產(chǎn)品?？傊?，我國的制造技術(shù)與水平還存在階段性的差距，而我國的機械制造裝備產(chǎn)業(yè)也是大致如此。 當(dāng)前，制造技術(shù)的發(fā)展趨勢是：必須強化具有自己創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)能力，縮短產(chǎn)品的上市時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和綜合競爭能力。重視先進的基本制造工藝與特種工藝的研究，重視使能技術(shù)的研究和先進機床、刀具的研究，研究高性能的自動化加工機床，開發(fā)基于新工藝的裝備等，乃是當(dāng)誤之急。 在這次的畢業(yè)設(shè)計中我選擇的課題是汽車前拖鉤工工藝與工裝設(shè)計設(shè)計，說明書第一章 是引言主要包括了兩方面的內(nèi)容一是設(shè)計說明二是設(shè)計目的；第二章是零件的分析包括了兩個內(nèi)容的作用和工藝分析；第三章是工藝規(guī)程設(shè)計主要內(nèi)容包括了確定毛坯的制造形式 定位基準(zhǔn)的選擇、制訂工藝路線、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。第 4 章 是確定切削用量及工時的計算。第 5 章是夾具的設(shè)計與計算 關(guān)鍵詞：產(chǎn)品開發(fā)能力、夾具的設(shè)計與計算 ABSTRACT The manufacturing craft and the technique material of the our country are opposite to get behind with an industrial flourishing nation, our country most business enterprises still adopt to fall behind more so far of the manufacturing craft and the technique material produce, the superior quality is high-efficiency low consume a not enough 10% number of the universality rate of the craft to control tool machine and efficiently the equipments is not enough 5%.Develop the technique means aspect of[with] design in the product, the our country CAD overlays a rate is 5% only.Cant develop the new product that the design has the market of[with] innovation and monopoly in time.In fine, our country of the manufacturing technique and level still exist a stage margin, and our country of the machine manufacturing material the industry is also mostly such. At present, make the technical development trend BE:Have to enhance the product of have oneselfs innovative technology development ability, shorten a product to appear on market time, exaltation the product quality and produce an efficiency, improve the market of the business enterprise contingency ability thus with comprehensive competition ability.Value the basic manufacturing craft of the forerunner and the research of the special kind craft, value a research that make the technical research and advanced tool machine,knife of abilitys, the automation that studies a high performance processes tool machine, develop the etc. is according to the material of the new craft, is is be a nasty mistake. I choose in this graduation design of the topic is the principal axis design of the millers, the manual chapter 1 contents that was a preface to mainly include both side a is a design to explain two is design a purpose;Chapter 2 analysis that is a spare parts included two function and the craft analysis of contentseses;Chapter 3 choice of the manufacturing form fixed position basis that was the craft rules distance to design a main contents to include certain semi-finished product,establish the assurance that the craft route,machine processes amount of remaining,the work preface size and the semi-finished product size.Chapter 4s calculation that is assurances to slice to pare dosage and man-hour.Chapter 5s design and the calculation that is tongses Keyword: the tool machine,product development ability,tongs 目 錄 摘 要 I ABSTRACT III 1 引 言 5 2 零件的分析 6 2.1 零件的作用 8 2.2 零件的工藝分析 8 3 工藝規(guī)程設(shè)計 9 3.1 確定毛坯的制造形式 9 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 9 3.3 制訂工藝路線 9 4 確定切削用量及工時的計算 12 5 夾具設(shè)計 17 5.1 鉆孔夾具設(shè)計 29 6 結(jié)束語 24 致謝 25 參考文獻 26 1 引 言 鉆加工的發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 金屬切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是機械制造行業(yè)中最基本的加工方法，金屬切削加工過程是由金屬切削機床來實現(xiàn)的。金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器。 在現(xiàn)代機械制造行業(yè)中，隨著加工零件方式多樣化及工藝合理化的發(fā)展的要求，加工零件的方法也呈現(xiàn)出多樣化，如：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓和輥軋等，在這其中機床切削加工的工作量約占總制造工作量的 40%～60%(其中鉆床占 11.2%),所以在目前的機械制造行業(yè)中金屬切削機床是主要的加工設(shè)備。而機床的技術(shù)性能又直接影響機械制造行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，所以為了提高國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平，必須對機床的發(fā)展作出新的要求。 隨著機械工業(yè)的擴大和科學(xué)技術(shù)的進步，尤其是計算機的出現(xiàn)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展， 我國的機械制造行業(yè)正朝著自動化、精密化、高效率和多樣化的方向發(fā)展。 我國機床工業(yè)自 1949 年建立以來，雖然在短短的時間內(nèi)取得了很大的成就，但與世界先進水平相比還有較大的差矩。就現(xiàn)狀看，主要表現(xiàn)在：我國機床工業(yè)起步晚、技術(shù)不成熟；大部分高精度和超精度機床的性能還不能滿足要求，精度保持度也差，特別是高效自動化和數(shù)控機床的產(chǎn)量、技術(shù)水平和質(zhì)量等方面都明顯落后。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計我國數(shù)控機床的產(chǎn)量僅是全部機床產(chǎn)量的 1.5%，產(chǎn)值數(shù)控化僅為 8.7%（至 1990 年底）； 我國數(shù)控機床基本上是中等規(guī)格的車床、銑床和加工中心等，而精密、大型、重型或小型數(shù)控機床還遠遠不能滿足要求；另外我國機床在技術(shù)水平和性能方面的差矩也很明顯，機床理論和應(yīng)用技術(shù)的研究也明顯落后。所以我們要不斷學(xué)習(xí)和引進國外先進科學(xué)技術(shù)，大力發(fā)展研究，推動我國機床工業(yè)的發(fā)展。 當(dāng)前傳統(tǒng)鉆床問題的存在主要在于自動化程度、生產(chǎn)效率、工作環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)過程中，手動的操作、繁鎖的裝夾、大量生產(chǎn)力的投入和單一的生產(chǎn)流程導(dǎo)致了鉆床加工的自動化程度低、生產(chǎn)效率低、工作環(huán)境惡劣和產(chǎn)品質(zhì)量不高，因此，我們要解決的問題在于如何實現(xiàn)鉆床加工的自動化、減少生產(chǎn)力的投入生產(chǎn)和與其它工藝流程相結(jié)合，同時也要考慮經(jīng)濟問題。 經(jīng)過分析，我們可以從機構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)兩方面去考慮。通過對鉆床機構(gòu)的改造來實現(xiàn)自動化控制的要求，提高產(chǎn)品的加工精度及質(zhì)量；通過導(dǎo)入先進的控制系統(tǒng)來進行自動操控，從而實現(xiàn)自動化，便于導(dǎo)入到其它生產(chǎn)流程中去。為了解決問題和便于設(shè)計改造，我們將鉆床分為傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)、送料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五個部分，下面分別對各部分的問題提出解決方案： （1） 傳動系統(tǒng) 為滿足改進后的加工及工作要求，在作出相應(yīng)的計算后對傳動系統(tǒng) 進行改進和調(diào)整。 （2） 進給系統(tǒng) 傳統(tǒng)的鉆床主軸進給系統(tǒng)主要由主軸、主軸套筒、主軸套筒鑲套、齒輪齒條和軸承等組成。主軸在加工時即要作旋轉(zhuǎn)運動，也要作軸向的進給運動。機床主軸被裝置在主軸套筒內(nèi)，套筒放置在主軸箱體孔的鑲套內(nèi)，主軸上側(cè)由花鍵連接。機床加工時，旋轉(zhuǎn)運動由花鍵傳入，而進給運動則由齒輪通過齒條帶動套筒在鑲套內(nèi)運動。為了實現(xiàn)自動化控制的要求，主軸進給機構(gòu)改進主要有：主軸旋轉(zhuǎn)運動依然由電動機傳入，而進給則由液壓傳動替代手動的齒條傳動，通過液壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)進給動作。 （3） 夾緊系統(tǒng) 傳統(tǒng)鉆床的夾緊主要是手工操作，由夾具夾緊工件。為了便于實現(xiàn)自動化控制，工件夾緊由夾具完成，動力源由夾緊液壓缸導(dǎo)入，通過液壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)夾緊動作的自動化。 （4） 送料系統(tǒng) 在生產(chǎn)過程中，鉆床的送料主要由人工輸入，這使得投入了大量的生產(chǎn)力，消耗了大量的工時，使的生產(chǎn)率不高，為此我們通過導(dǎo)入自動送料系統(tǒng)來減少生產(chǎn)力的投入和工時的消耗。自動送料系統(tǒng)機構(gòu)傳動要根據(jù)生產(chǎn)的需求作出相應(yīng)的設(shè)計需求，動力源可由電機或液壓系統(tǒng)傳入，二者均可實現(xiàn)自動化控制。 夾具是機械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。 各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機床夾具，如車床上使用的三爪 自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。一、機床夾具在機械加工中的作用 對工件進行加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前， 首先要將工件裝夾好。 工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。 采用第一種方法夾工件時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低， 一般用于小批生產(chǎn)。批量較大時，大都用夾具裝夾工件。 用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點： （1） 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 （2） 能提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性， 因此可加大切削用量，提高勞動生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具， 并可采用高效夾緊機構(gòu)，進一步提高生產(chǎn)率。 （3） 能擴大機床的使用范圍 （4） 能降低成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ希總€工件增加的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產(chǎn)率 而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟效益就愈顯著。 二、機床夾具的分類 機床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用的分類方法有 以下幾種。 1. 按夾具的使用特點分類 （1） 通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具， 如三爪定心卡盤、機床用平口虎鉗、萬能分度頭、磁力工作臺等。這些夾具已作為機床附件的專門工廠制造供應(yīng)，只需選購即可。 （2） 專用夾具 專門為某一工件的某道工序設(shè)計制造的夾具，稱為專用夾具。專用 夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。 （3） 可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱 為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。 （4） 組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的 夾具，稱為組合夾具。 （5） 拼裝夾具 用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝夾具而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。。此類夾具更適合在數(shù)控機床上使用。 2. 按使用機床分類 夾具按使用機床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、 數(shù)控機床夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其它機床夾具等。 3. 按夾緊的動力源分類 夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。 三、機床夾具的組成 機床夾具的種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個部分。 1. 定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2. 夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用是不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 3. 對刀或?qū)蜓b置 對刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。 4. 連接元件 連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。 5. 夾具體 夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件。 2 零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給零件為汽車前拖鉤的加工工藝與工裝設(shè)計設(shè)計，其解決了現(xiàn)有汽車拖鉤中 的拖鉤體與汽車頭部相連接時操作麻煩、兩者之間連接牢固性差的缺陷。結(jié)構(gòu)為：一種 汽車拖鉤，包括設(shè)于車頭部的連接件與桿狀的拖鉤體，其特征在于，所述連接件上設(shè)有內(nèi)螺紋，所述桿狀體的一端部設(shè)有外螺紋，拖鉤體與連接件可螺紋連接在一起。汽車前拖鉤要有很好的同軸度，同時保證軸的端面與軸心線的垂直度 2.2 零件的工藝分析 該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高垂直度和徑向跳動誤差，內(nèi)孔需要較細(xì)的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度，否則會影響機器設(shè)備的性能和精度。由于零件的結(jié)構(gòu)較規(guī)則，加工時不需要較復(fù)雜且專用夾具就能準(zhǔn)確的定位，并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力。 零件材料為 45 鋼，這樣就需要對毛坯進行鍛造，在經(jīng)過鍛打后內(nèi)部纖維組織分布均勻， 抗壓抗扭強度提高，保證零件工作可靠性；耐磨性,耐熱性也大大提高。 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 45 號鋼，它是最常見的材料，其優(yōu)點是：價格便宜，用途廣泛，力學(xué)性能好，工藝性好。又因為該零件為批量生產(chǎn)它的外型尺寸簡單適宜采用膜鍛，毛坯精度較高,加工余量可適當(dāng)減少，也節(jié)約材料。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加 工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會出很多問題，進而導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常進行?；鶞?zhǔn)的選擇，基準(zhǔn)的作用主要是決定加工面與不加工面之間的位置關(guān)系,以及保證加工面的余量均勻。 3.3 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)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)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用通用機床配以專用工裝夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率,除此以外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降.根據(jù)各表面加工要求和各種方法能達到的經(jīng)濟精度,確定各表面的 加工方法如下: 1：在加孔表面時，為避免降低工件剛度，應(yīng)先加面后才加工兩孔。 2：孔加工安排在調(diào)質(zhì)后進行。因為調(diào)質(zhì)處理工件變形大，如果加工孔安排在前由 調(diào)質(zhì)引起的變形無法修正；保證孔與外圓同心和壁厚均勻. 根據(jù)先面后孔,先主要表面后次要表面,先粗加工后精加工的原則擬訂加工工藝路線如下: 工藝路線方案 工 序 號 工 名 序 稱 工序內(nèi)容 10 鍛造 模鍛 20 熱處理 正火 30 銑 銑孔上端面 40 銑 銑孔下端面 50 鉆 鉆φ17 孔，13 孔 60 倒角 倒角，去除銳邊毛剌 70 清洗 清洗 80 檢 終檢 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡片。 4 確定切削用量及工時的計算 Ⅰ工序 1 模鍛 Ⅱ工序 2 正火熱處理毛坯 Ⅲ工序 3 銑上端面 1. 加工條件 工件材料：45 鋼正火 σb=0.6mp a 模鍛 加工要求：銑上端面，并表面粗糙度值 R a 均為 6.3μm 機床選擇：銑床 X62W mm 90 r 5 2 0 0 刀具選擇：刀具材料 YT15 刀桿尺寸 2030 kr= 0 = rs = 0.5mm 2. 計算切削用量 查《機床加工工藝設(shè)計實用手冊》12-7。 進給量 f 根據(jù)《機床加工工藝設(shè)計實用手冊》表 15-11 mm 2 當(dāng)?shù)稐U尺寸為 2030 ，ap 為 3~5 時，以工件直徑為 90mm 時 f=0.5~0.7mm/r , 取 f=0.5mm/r. ap 為 5~8 時，以及工件直徑為 400 時，f=0.6~0.8mm/r. 取 f=0.6mm/r. 3.計算切削速度 vc =  cv Tmapxv f yv 查《機械加工工藝手冊》表 8.4-8 當(dāng) f=0.7 時 其中 cv = 242, xv = 0.15, m = 0.2 vc = 得 242 600.2 4.60.150.50.35 w nv = 108.5(m / min) = 1000vc = 1000 108.5 400r / min 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 1 n d n 90 按《機械加工工藝手冊》表 3.1-18，與 400r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 315r/min 和 430r/min, 所以選取 430r/min。 v1 實際切削速度為 = 430 n 90 = 121.5r / min 1000 v2 = 上端得 242 600.2 4.60.150.60.35 = 108(m / min) n 確定機床主軸的轉(zhuǎn)速 d nv = 1000 vc = 1000 108 = 245.6r / min 2 w n 140 與 245.6r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 250r/min，所以選取 250r/min v1 故實際切削速度為 = 250 n 140 = 138.4r / min 1000 5.計算切削工時:L1 =45mm L 2 =70mm L1 = 2, L2 = 5, L3 = 0 Tm 1 = Tm 2 = l1 + l2 + l3 + l 2 = 0.48 min nw1 f1 l1 + l2 + l3 + l 3 = 1.55 min nw1 f1 工序： 鉆φ17 孔 在進行鉆孔時選擇的鉆頭直徑為 17mm 進行鉆削 （1） 鉆削要素： 0 切削速度： v = n dn r/min, a = f ㎜/齒，a = d /2mm （鉆孔直徑為 d ）㎜，a = ap r c 1000 f 2 p 0 w sin k a:確定進給量 f:為 由《切削手冊》查得 當(dāng) d=10-20mm 時，f=0.2-0.4mm/r ，V=50-80m/min 則取 f=0.25mm/r b:確定主軸轉(zhuǎn)速： 選擇的刀具材料是高速剛麻花鉆， 根據(jù)加工的材料為 45 鋼, 選 v=50m/min, 則 n= 1000 30 =1061(r/min) n 14 按《工藝手冊》選擇主軸轉(zhuǎn)速為 n=1100.選用 Z525 鉆床。 其實際切削速度 v= 3.14 17 1100 =31.08m/min 1000 (2) 切削工時，按《工藝手冊》查表的 t = l + l1 + l2 f n = 18 + 3 0.251100  =0.076min. 工序：銑工件下端面。 工件材料：45 鋼正火，0.06GPa、模鍛。 機床：臥式銑床 X62 刀具: 采用鑲齒套式面銑刀 進給量 f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3， f=0.1mm/齒 切削速度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》，速度計算公式為 V＝Cvdqvkv/Tmapxvafyvaeuvzpv601-m(m/s) 則確定速度 V＝36.6m/min 主軸轉(zhuǎn)速 采用鑲齒套式面銑刀，d=126mm，齒數(shù) z＝10 則 n=1000v/∏d=95 (r/min) 切削實際速度 v=∏dn/1000=35.58 m/min 工序 ：鉆Φ13 孔保證尺寸 74mm 1. 鉆孔至Φ13mm 機床：鉆床 Z525 刀具: 采用麻花鉆 進給量 f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 5， f=0.2mm/r 切削速度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》，速度計算公式為 v v V＝C d2uk /601-mTmfyu 則確定速度 V＝13.94 m/min 主軸轉(zhuǎn)速 采用麻花鉆 Φ13mm 則 n=1000v/∏d=530(r/min) 切削實際速度 v=∏dn/1000=12.32 m/min 小結(jié) 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對加工工藝規(guī)程的設(shè)計，可以了解了加工工藝對生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。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) 5 夾具設(shè)計 5.1 機床夾具設(shè)計的基本要求和一般步驟 一、對專用夾具的基本要求 1. 保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進行必要的 精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2. 提高生產(chǎn)效率 應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 3. 工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。 4. 使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 5. 經(jīng)濟性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外。還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對 夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。 二、專用夾具設(shè)計步驟 1. 明確設(shè)計任務(wù)與收集設(shè)計資料 夾具設(shè)計的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計任務(wù)書，對工件進行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機床、刀具、量具等。 其次是根據(jù)設(shè)計任務(wù)收集有關(guān)資料，如機床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和廠訂標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊、夾具設(shè)計手冊等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。 2. 擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖 1） 確定工件的定位方案，設(shè)計定位裝置。 2） 確定工件的夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置。 3） 確定對刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計對刀或?qū)蜓b置。 4） 確定夾具與機床的連接方式，設(shè)計連接元件及安裝基面。 5） 確定和設(shè)計其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預(yù)定位裝置 及吊裝元件等。 6） 確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機床上的安裝方式。 7） 繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。 1. 進行必要的分析計算 工件的加工精度較高時，應(yīng)進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計算夾 緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時，可進行經(jīng)濟分析，選用經(jīng)濟效益較高的方案。 3. 審查方案與改進設(shè)計 夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們 的意見對夾具方案作進一步修改。 4. 繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應(yīng)按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用 1：1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、個種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達清楚。 5 夾具總圖繪制次序如下： 1） 用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。 2） 依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接 元件和安裝基面。 3） 標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。 4） 編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。 完整的夾具裝配總圖的參閱“夾具圖冊”中的圖。 6.繪制夾具零件圖 夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。 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)過與老師的協(xié)商，我決定設(shè)計——鉆φ17，φ13 孔的夾具及銑大端平面夾具設(shè)計。刀具為高速鋼麻花鉆，用它來對工件進行加工。 5.1.1 鉆φ17 孔φ13 孔 本夾具用來加工端面鉆φ17，φ13 孔?？椎亩ㄎ痪炔桓?，加工精度可由 Z525 鉆 床保證。 5.1.2 基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，加工鉆φ17，φ13 孔必須對工件進行定位。用 V 型塊對平面定位 放 在平面上限制 4 個自由度，用螺釘放在端面中與 V 型億一起限制 自由度， 定位方案如 圖所示： 5.1.3 切削力及夾緊力的計算 選用鉆床為 Z525 對孔加工 f=0.02mm/r（查《機械加工工藝手冊》P545 表 2.4-38） V=0.75m/s （查《機械加工工藝手冊》P547 表 2.4-41） s n = 1000VW n dw = 1000 0.75 60 = 7165.6r / min 17n 按機床說明，取nw = 3150r / min 故實際切削速度： V = nndw 1000  = 3150n 2 = 18.212m / min 1000 切削工時： t = l = 18 = 0.124 min fn 0.05 3150 鉆孔時軸向力，扭矩，功率的計算公式查《切削用量簡明手冊》P77 表 2.32 軸向力：  F f = C F d z f f y F k (3.1) 0 F 其中C F =600， Z F =1.0, YF =0.7, K F =0.95 f F = 600 2 0.050.7 0.95 = 140.02N C 扭矩: M = C M  d z M f y M k = 0 .305 2 2 0 .05 0 .8 0 .95 = 0 .1055  N .m (3.2) 0 M 功率: Pc = M C .V C 30 d o = 0.1055 18 .212 30 2  = 0.032 Kw (3.3) 加工時主要靠螺紋的夾緊力來抵抗力矩和軸向力，由于加工孔孔比較小，力不大， 且用的是 螺紋來預(yù)緊。可不必校核。 5.1.4 定位誤差的分析 方案 1：鉆兩孔夾具如果采用墊塊定位不利于孔的位置保證，方案 2 采用 V 型塊定位，夾具的主要定位元件是 V 型塊及與配合使用的螺桿。所以 V 型塊和螺桿的制造誤差為本工序的主要誤差。 螺桿的配合處要磨精度等級為 6 級，公差為 0.013mm，平面度公差為 0.05mm，螺桿的表面與螺桿底面的垂直度公差為 0.03mm，所以加工孔的垂直度誤差為 0.013+0.03+0.05mm=0.093mm。因此通過分析采用方案 2 更加合理。 5.1.5 夾具操作設(shè)計及操作說明 夾具的裝配是先把 V 裝好，再把螺栓裝入支架中，再裝鉆模板，加墊片，用螺栓擰 緊，把鉆模板固定過來，裝入定位銷，加工孔，擰出螺桿，和左擰出螺栓，取出工件。 5.2 小結(jié) 對專用夾具的設(shè)計，可以了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能。本夾具設(shè)計可以反應(yīng)夾具設(shè)計時應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。 6 結(jié)束語 為期 3 個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，在各位老師的熱心指導(dǎo)下和同學(xué)們的幫助下，我的畢業(yè)設(shè)計終于圓滿結(jié)束，同時通過這次的畢業(yè)設(shè)計學(xué)到了很多知識。 我設(shè)計的題目是汽車前拖鉤加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設(shè)計。在開始設(shè)計前，我做了大量的資料搜查，找到一些有關(guān)汽車前拖鉤加工的資料，并對其分析、消化和吸收。但將所學(xué)的知識和實踐緊密聯(lián)系起來，對我來說是很棘手的，但在老師和同學(xué)的幫助下， 一個個困難迎刃而解。設(shè)計中的種種困難使我感到將知識運用到實踐是我的一種欠缺。也使我學(xué)會了如何快速收集、查找、應(yīng)用工具書和電子工具書及網(wǎng)上資料。 畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年所學(xué)知識的一種檢驗；是對自己綜合運用所學(xué)知識的考驗； 同時也是鍛煉自己理論與實踐相結(jié)合能力的過程。這充分體現(xiàn)了我們運用知識和解決問題的能力。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對所學(xué)的知識有所鞏固，理論應(yīng)用到實踐的能力有所提高，同時也鍛煉了我獨立思考問題和解決問題的能力。但通過這次的設(shè)計也使我發(fā)現(xiàn)所學(xué)知識的貧乏，這對我在以后的工作和學(xué)習(xí)中不斷的提高和完善自己提供了很大的動力。 總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計使我受益匪淺，它不僅大大鞏固了以前所學(xué)的知識，還培養(yǎng)了理論與實踐相結(jié)合的能力，在整個設(shè)計過程中，還培養(yǎng)一種吃苦耐勞的精神，實事求是的科學(xué)作風(fēng)，認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)習(xí)態(tài)度，這對我以后的學(xué)習(xí)和工作將是一筆寶貴的財富。 由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！ 參考文獻 1. 《機械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書》主編：趙家齊 機械工業(yè)出版社 1994 年版 2. 《機械制造技術(shù)》 主編：朱正心 機械工業(yè)出版社 1999 年版 3. 《機械制造工藝裝備設(shè)計手冊》 主編：袁長良 中國計量出版社 1992 年版 4. 《簡明機械加工工藝手冊》 主編：徐圣群 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1991 年版 5. 《機床夾具設(shè)計》 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