【毕业设计论文】法兰盘说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 一、序言 ( 4 ) 1 . 设计目的 2 . 设计的要求 3 . 设计的内容及步骤 二、零件的分析( 5 ) 1 . 零件的主要技术要求 2 . 零件的工艺分析 三、工艺规程设计( 6 ) 1 . 确定毛坯的制造形式 2 . 基面的选择 3 . 制定工艺路线 4 . 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 . 确定切削用量及基本工时 四、夹具设计( 1 7 ) 1 . 问题的提出 2 . 夹具设计 五、心得体会( 1 9 ) 六、参考资料( 2 0 ) 2 专题论文 （2 1 ） 附录1 中文译文 （4 6 ） 附录2 外文文献 （5 4 ） 一、序言 机械制造设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大 部分专业课之后进行的。是进行毕业设计之前对所学各课程的一次深 入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我 们四年的大学生活中占有重要的地位。 希望能通过这次课程设计对学生未来将从事的工作进行一次适应 性训练，从中锻炼他们分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作 打下一个良好的基础。 一、设计目的 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础课程后、进 行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能 获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺结构设计的基本能力， 另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机 械制造技术基础课程设计，应在下述各方面得到锻炼： （1 ） 能熟练运用制造技术基础课程中的基础理论以及在生产实习中 学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧 3 以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质 量。 （2 ） 提高结构设计能力。学生通过设计夹具（或量具）的训练，应 当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济 合理而能保证加工质量的夹具的能力。 （3 ） 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名 称、出处，能够做到熟练运用。 二、设计的要求 机械制造技术基础课程设计题目为：后罗拉过桥摇（零件的机械 加工工艺规程及工艺类装备） 。 生产纲领为大批量生产。 设计的要求包括以下几个部分： 零件图 1 张 毛坯图 1 张 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 钻床夹具装配图 1 张 钻床零件图 1 张 课程设计说明书 1 份 三、设计的内容及步骤 设计的内容及步骤包括以下三部分： 1 . 零件的分析； 2 . 工艺规程设计； 3 . 夹具设计。 二. 零件的分析 （一）零件的主要技术要求 4 法兰盘有两组加工表面，有一定的位置要求。 1 . 100 左和 90 右端面有对轴的圆跳动度均为 0.03 2 . 孔2 0 m m 要求加工粗糙度为 1 . 6 ，上下两面粗糙度为 0 . 8 。 3 . 工件材 H T 2 0 0 ，铸件。 （二）工艺分析 CA6140 车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 1. 以 45 为中心的加工表面 这一组加工表面包括：100，90，45 0 0.6 的外轮廓，以及其 左右端面，100 左和 90 右端面与孔的中心线有位置要求，45 抛光。这三个外轮廓都没有高的位置度要求。 2. 以 20 为中心的加工表面 这一组加工表面包括：2 0 50. 0 25. 0 + 的孔，以及其左右两个端面。 这两组表面有一定的粗糙度要求。 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为 基准加工另外一组。 3 . 为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于切削量 较大引起工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加 工和粗加工。整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段， 都应该遵循“先面后孔”的加工原则。 5 三. 工艺规程设计 第一节 确定毛坯的制造形式 一 选用材料：零件材料为 H T 2 0 0 。考虑零件在机床运行过程中所受 冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 二 生产类型：考虑到汽车在运行中要经常加速及正，反向行驶， 零件在工作中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此选用锻件，以 使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。 第二节 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的很重要的工作之一。 基面选择的 正确合理，可以使加工质量得到保证。生产率得以提高；否则，加工 工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件成批报废，使生产 无法正常进行。 一、 粗基准的选择： 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加 工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基 准。根据这个基准选择原则，现选取 100 021. 0 0 + 的加工外轮廓表面作为粗基准， 利用三爪限制 5 个自由度，通过尾座限制最后 1 个自由度，达到完全定位,然后 进行车削。 二、 精基准的选择 6 精基准就是以加工过的表面进行定位的基准。选择精基准的时候 主要虑保证加工精度并且使工件装夹得方便、准确、可靠 。因此要遵 循以下几个原则 1 、基准重合的原则 2 、基准不变的原则 3 、互为基准，反复加工的原则 4 、自为基准的原则 5 、应能使工件装夹方便稳定可靠，夹具简单。考虑以上原则和零 件的尺寸和加工要求我选用底面为精基准，并采用一面两孔的形式定 位，限制 6 个自由度为完全定位。 第三节 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件几何形状、尺寸精度以及 位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生 产的条件下，可以考虑采用专用机床与专用夹具，并尽量使工序集中 7 来提高生产率。 一、工艺方案（一） ： 制定工艺路线得出发点, 应当是使零件的几何形状、 尺寸精度及位 置精度等技术要求能得到合理的保证, 在生产纲领已确定的情况下, 可 以考虑采用万能性机床配以专用工卡具, 并尽量使工序集中来提高生 产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 方案一 工序 1 钻，扩孔2 0 ，倒角 4 5 工序 2 粗车 半精车两孔2 0 端面 工序 3 粗车 半车镗1 0 0 外轮廓，倒角 4 5 工序 4 粗车 半精车9 0 外轮廓，倒角 4 5 工序 5 粗车 半精车左4 5 圆柱侧面 工序 6 粗车 半精车右4 5 圆柱侧面 工序 7 粗磨4 5 圆柱侧面 工序 8 钻四个9 m m 的孔 工序 9 钻4 m m 、扩铰孔6 m m 工序 1 0 半精磨精磨粗车4 5 圆柱侧面 工序 1 1 将 B 面抛光 工序 1 2 1 0 0 m m 外圆刻字 工序 1 3 1 0 0 m m 无光镀铬 工序 1 4 检验 工序 1 5 入库 方案二 工序 1 粗车左边1 0 0 ，4 5 ，9 0 外圆，粗车各端面， 粗车 9 0 的倒角，1 0 0 的倒角，镗1 8 的孔 工序 2 粗车右4 5 的外圆，粗车 3 * 2 的槽，R 5 的圆角 扩，铰2 0 的孔 工序 3 半精车左端1 0 0 ，左右端4 5 外圆以及各端面 3 * 2 的槽， R 5 的圆角 工序 4 粗铣4 5 右端面 工序 5 粗，精铣1 0 0 左端面 工序 6 钻四个9 工序 7 钻，铰左面 F 面上的台阶孔 工序 8 钳工去毛刺 工序 9 粗，精磨1 0 0 ，9 0 ，4 5 的外圆。 工序 1 0 B 面抛光 工序 1 1 1 0 0 的左端面刻字 8 工序 1 2 1 0 0 的外圆无光渡铬 工序 1 3 检验 工序 1 4 入库 经过综合考虑 C A 6 1 4 0 车床的法兰盘工艺路线方案: 工序 1 粗车左边1 0 0 ，4 5 ，9 0 外圆，粗车各端面， 粗车 9 0 的倒角，1 0 0 的倒角，镗1 8 的孔 工序 2 粗车右4 5 的外圆，粗车 3 * 2 的槽，R 5 的圆角 扩，铰2 0 的孔 工序 3 半精车左端1 0 0 ，左右端4 5 外圆以及各端面 3 * 2 的槽， R 5 的圆角 工序 4 粗铣4 5 的右端面 粗，精铣1 0 0 左端面 工序 5 钻四个9 工序 6 钻，铰左面 F 面上的台阶孔 工序 7 钳工去毛刺 工序 8 粗，精磨1 0 0 ，9 0 ，4 5 的外圆。 工序 9 B 面抛光 工序 1 0 1 0 0 的左端面刻字, 1 0 0 的外圆无光渡铬 工序 1 1 检验 工序 1 2 入库 本道工序主要用到一个专门夹具用来夹住左端1 0 0的圆盘 但效率 较高，而且位置精度较易保证。工序安排使时间较为合理，设计基准 和工艺基准重合。 9 第四节 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “法兰盘 零件材料为 H T 2 0 0钢，硬度 2 0 7 2 4 1 H B S ，毛坯重 量约为 2 k g ，生产类型为中批生产，毛坯采用铸造。 根据上述原始资料加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余 量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1 . 端面的加工余量为 3 m m ，查机械制造工艺标准应用手册 （以 下简称工艺手册 ）表 4 . 3 - 3 8 得。 3 . 内孔 0.045 0 20m m 毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于 I T - I T 8 之间，参照 工艺手册表 4 . 3 - 2 4 4 . 3 - 3 6 确定加工余量为： 钻孔： 1 5 m m （钻孔的最大尺寸） 钻孔： 1 8 m m 2 Z = 3 m m 扩孔： 1 9 . 7 m m 2 Z = 1 . 7 m m 精镗： 1 9 . 9 m m 2 Z = 0 . 2 m m 细镗： 0.045 0 20m m 2 Z = 0 . 1 m m 4 . 4 5 m m 外端面的加工余量 1 ）. 按工艺手册表 4 . 3 - 3 8 ，粗加工孔外端面的单边加工余量 10 为 3 m m ，取 Z = 3 m m 。 2 ）. 磨削余量：单边 0 . 2 m m （ 工艺手册 ，磨削公差即零件公差 - 0 . 0 7 m m 。 3 ）. 铣削余量：磨削的公称余量（单边）为： Z = 2 . 0 - 0 . 2 = 1 . 8 （m m ） 根据以上尺寸的公差和加工余量来确定此法兰盘的毛坯图。 第五节 确定切削用量及基本用时 工序 1 粗车 半精车1 0 0 左端面，1 0 0 ，1 9 0 ，左4 5 外轮廓及 倒角 （1 ）确定车刀 9 0 4 5 刀 （2 ）切削深度mmap2=现在全部切除 进给量根据表机械加工工艺手册表 2 7 - 2 选rmmf/8 . 0= 计算切削速度机械加工工艺手册表 2 7 - 2min/6 .144 8 . 0260 235 45. 015. 02 . 0 m fT Cr V rvxv p m c = = （3 ）确定主轴转速 min)/(6 .418 110 6 r d V n w c s = = 取 n = 4 8 0 则实际切削速度为 1 6 5 . 8 r / m i n （4 ）计算所需功率 主切削力 F2按机械加工工艺手册表 2 7 - 1 4 主切削力 222 22 nFnFxF VVCCFF = 其中 C F2= 6 5 0 X F2= 1 . 0 Y F2= 0 . 7 5 n F2= 0 . 1 5 机械加工工艺手册表 2 7 - 1 5 11 77. 0) 650 460 () 650 6 ( 75. 0 = F n mF p K 89 . 0 = kr k 8 .159589. 077. 08 .1658 . 022650 15. 075. 0 = c F （5）切削时消耗功率 Pc为 41. 4 106 8 .1658 .1595 106 44 2 = = = C c VF P Kw （6）检验机进给采流强度 y F径向切削力按机械加工工艺手册表 27- 14 v nFyYFyXFy pFyy kFVfaCF = 其中1950 Fy C= 0.9 Fy X= 0.6 Fy Y= 0.3 Fy n= 1.35 460 0.627 650 MF K = 0.5 krF K= 则 0.90.60.3 1950 20.8165.80.625 0.5215.4 y FN = 轴向切削力 xFxYfxnFx xFxp FC afV= 其中2880 Fx C= 1.0 Fx X= 0.5 Fx y= 0.4 Fx n= 1.0 6460 0.708 650650 F n MF p K = 1.17 kr K= 0.50.4 2880 2 0.8165.80.708 1.17549.6 x F = = 联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数0.1 = 则切削力在纵向进给方 向进给机构的后则力为 ()() 549.60.1159.8215.4727.08 xzy FFFFN=+=+= （7）切削工时 12 12 1520 0.04min 4800.8 f ccc t n + = 工序 2 车右4 5 外圆及端面，3 2 槽 R 5 圆角 （1 ）确定车刀 4590刀 （2 ）切削深度mmap2=现在全部切除 （3 ）进给量根据表机械加工工艺手册表 2 7 - 2 选rmmf/8 . 0= 计 算 切 削 速 度 机 械 加 工 工 艺 手 册 表2 7 - 2 min/6 .144 8 . 0260 235 45. 015. 02 . 0 m fT Cr V rvxv p m c = = （4 ）确定主轴转速 min)/(6 .418 110 6 r d V n w c s = = 取 n = 4 8 0 则实际切削速度为 1 6 5 . 8 r / m i n （5 ）计算所需功率 主切削力 F2按机械加工工艺手册表 2 7 - 1 4 主切削力 222 22 nFnFxF VVCCFF = 其中 C F2= 6 5 0 X F2= 1 . 0 Y F2= 0 . 7 5 n F2= 0 . 1 5 机械加工工艺手册表 2 7 - 1 5 77. 0) 650 460 () 650 6 ( 75. 0 = F n mF p K 89 . 0 = kr k 8 .159589. 077. 08 .1658 . 022650 15. 075. 0 = c F 切削时消耗功率 Pc为 41. 4 106 8 .1658 .1595 106 44 2 = = = C c VF P Kw （6）检验机进给采流强度 y F径向切削力按机械加工工艺手册表 27- 14 13 v nFyYFyXFy pFyy kFVfaCF = 其中1950 Fy C= 0.9 Fy X= 0.6 Fy Y= 0.3 Fy n= 1.35 460 0.627 650 MF K = 0.5 krF K= 则 0.90.60.3 1950 20.8165.80.625 0.5215.4 y FN = 轴向切削力 xFxYfxnFx xFxp FC afV= 其中2880 Fx C= 1.0 Fx X= 0.5 Fx y= 0.4 Fx n= 1.0 6460 0.708 650650 F n MF p K = 1.17 kr K= 0.50.4 2880 2 0.8165.80.708 1.17549.6 x F = = 联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数0.1 = 则切削力在纵向进给方 向进给机构的后则力为 ()() 549.60.1159.8215.4727.08 xzy FFFFN=+=+= （7）切削工时 12 1520 0.04min 4800.8 f ccc t n + = 工序 3 粗车，半精车右 4 5 外轮廓及其余端面，3 2 槽 R 5 圆角 （1 ）确定车刀 4590刀 （2 ）切削深度mmap2=现在全部切除 （3 ）进给量根据表机械加工工艺手册表 2 7 - 2 选rmmf/8 . 0= 计 算 切 削 速 度 机 械 加 工 工 艺 手 册 表2 7 - 2 min/6 .144 8 . 0260 235 45. 015. 02 . 0 m fT Cr V rvxv p m c = = 14 （4 ）确定主轴转速 min)/(6 .418 110 6 r d V n w c s = = 取 n = 4 8 0 则实际切削速度为 1 6 5 . 8 r / m i n （5 ）计算所需功率 主切削力 F2按机械加工工艺手册表 2 7 - 1 4 主切削力 222 22 nFnFxF VVCCFF = 其中 C F2= 6 5 0 X F2= 1 . 0 Y F2= 0 . 7 5 n F2= 0 . 1 5 机械加工工艺手册表 2 7 - 1 5 77. 0) 650 460 () 650 6 ( 75. 0 = F n mF p K 89 . 0 = kr k 8 .159589. 077. 08 .1658 . 022650 15. 075. 0 = c F 切削时消耗功率 Pc为 41. 4 106 8 .1658 .1595 106 44 2 = = = C c VF P Kw （6）检验机进给采流强度 y F径向切削力按机械加工工艺手册表 27- 14 v nFyYFyXFy pFyy kFVfaCF = 其中1950 Fy C= 0.9 Fy X= 0.6 Fy Y= 0.3 Fy n= 1.35 460 0.627 650 MF K = 0.5 krF K= 则 0.90.60.3 1950 20.8165.80.625 0.5215.4 y FN = 轴向切削力 xFxYfxnFx xFxp FC afV= 15 其中2880 Fx C= 1.0 Fx X= 0.5 Fx y= 0.4 Fx n= 1.0 6460 0.708 650650 F n MF p K = 1.17 kr K= 0.50.4 2880 2 0.8165.80.708 1.17549.6 x F = = 联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数0.1 = 则切削力在纵向进给方 向进给机构的后则力为 ()() 549.60.1159.8215.4727.08 xzy FFFFN=+=+= （7）切削工时 12 1520 0.04min 4800.8 f ccc t n + = 工序 4 钻，扩 2 0 ，车倒角 1 选择钻头 选择锥柄麻花钻( G B 1 4 3 8 - 8 5 ) 查表 d 0 = 1 8 钻头几何形状( 表 2 . 1 及表 2 . 2 ) 双锥, 修磨横刃 = 3 0 2 = 1 0 0 b = 3 . 5 0 = 1 1 b = 2 m m L = 4 m m 2 . 选择切削刀具 进给量 f 1 按加工要求决定进给量: 根据表 2 . 7 当加工要求为 H 1 2 H B 精度 铸铁 H B S 2 0 0 d 0 = 1 8 m m f = 0 . 4 3 0 . 5 3 m m / r 由于 L / d = 3 0 / 1 8 = 1 . 6 7 故应乘以孔深修正系数 k c f = 1 f = 0 . 4 3 0 . 5 3 m m / r 2 按钻头强度决定进给量 根据表 2 - 8 当 H B S = 2 0 0 d = 1 8 m m 钻头强度允许的进给量 f = 1 . 6 m m / r 16 3 按机床进给机构强度决定进给量 根据表 2 . 9 当 H B S 2 1 0 d 0 = 2 0 . 5 机床进给机构允许的轴向力为 6 9 6 0 N ( Z 3 0 2 5钻床允许的轴向力为 7 8 4 8 N 见设计手册表 4 . 2 - 1 1 ) 进给 量为 0 . 6 m m / r 从以上三个进给量比较可看出, 受限制的进给量是工艺要求, 其值为 f = 0 . 4 3 0 . 5 3 m m / r 根据 Z 3 0 2 5 钻床, 选择 f = 0 . 5 m m / r 决定钻头磨纯标准及寿命 由表 2 . 1 2 当 d 0 = 1 8 时, 钻头后刀面最大磨损量取为 0 . 6 m m , 寿命 T = 6 0 m i n 切削进度 由表 2 . 1 5 H B S 1 7 0 2 4 0 , f = 0 . 5 m m / r d 2 0 V c = 1 6 m / m i n n = 1 0 0 0 V / d 0 = 1 0 0 0 1 6 / ( 3 . 1 4 2 0 ) = 2 5 4 . 7 r / m i n 检验机床扭矩及功率 根据表 2 . 2 0 当 f = 0 . 5 m m / r d 0 根据表 1 . 选择 Y G 6 硬质合金刀具 根据表 3 . 1 铣前深度 a p 4 铣削宽度 a e 9 0 端铣刀直径 D 0 = 1 0 0 m m 由于采用标准硬质合金端铣刀, 故齿数 Z = 1 0 2 铣刀几何形状查表( 3 . 2 ) 由于 H B S = 2 0 0 1 5 0 , r 0 = 0 0 = 8 K r = 4 5 K r e = 3 0 K r = 5 s = - 2 0 0 = 8 b q = 1 . 2 2 选择切削用量 17 1 3 决定铣削深度 a p ( 由于加工余量不大, 铸体为金属型, 铸造表 面粗糙度为 1 2 . 5 6 . 3 所以可以在一次走刀内切完) a p = h = 2 m m 1 4 决定每齿进给量 f z 当使用 Y G 6 铣床功率为 7 . 5 K W 查表 3 . 5 时 f z = 0 . 1 4 0 . 2 4 m m / z 取 f z = 0 . 1 8 1 5 选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3 . 7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2 . 0 , 精加工时0 . 5 由于铣刀直径 d 0 = 1 0 0 m m 故刀具寿命 T = 1 8 0 m i n ( 查表 3 . 8 ) 1 6 根据( 表 3 . 1 6 ) 当 d 0 = 1 0 0 m m Z = 1 0 a p = 2 f z = 0 . 1 8 V i = 9 8 m / m i n n t = 3 2 r / m i n V f t = 4 9 0 m m / m i n 各修正系数为: k m v = k m n = k m v f = 0 . 8 9 K s v = k s n = k s v f = 0 . 8 故: V c = V t k v = 9 8 0 . 8 9 0 . 8 = 7 0 m / m i n n = n t k n = 3 2 2 0 . 8 9 0 . 8 = 2 3 0 r / m i n V f = V f t k v t = 4 9 0 0 . 8 9 0 . 8 = 3 5 0 . 3 m m / m i n 根据 X 5 2 K 型立铣说明书( 设计手册表 4 . 2 - 3 5 ) 选择 n = 3 0 0 r / m i n V f c = 3 7 5 m m / m i n 因此 实际切削速度和每齿进给量为 V C = d 0 n / 1 0 0 0 = 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 / 1 0 0 0 = 9 4 . 2 m / m i n F z c = v f c / ( n c Z ) = 3 7 5 / 3 0 0 1 0 = 0 . 1 2 5 m m / z 1 7 根据机床功率: 根据表 3 . 2 4 当 H B S = 1 7 0 2 4 0 a e 9 m m a p 2 d = 1 0 0 Z = 1 0 V f = 3 7 5 m m / m i n 近似 P c c = 3 . 8 K W 根据 X 5 2 K 型立铣说明机床主轴允许功率为 P c m = 7 . 5 0 . 7 5 = 5 . 6 3 K W 故 P c c 计算基本工时 t m = L / v f 式中 L = 1 7 6 m m 根据表 3 . 2 6 , 对称安装铣刀, 入切量及超切量 Y + = 3 5 则 L = ( 1 7 6 + 3 5 ) = 2 2 1 m m 故 t m = 2 2 1 / 3 7 5 = 0 . 5 6 m i n 工序 6 钻孔 4 9 一. 钻孔 4 1 . 锥柄麻花钻( G B 1 4 3 6 - 8 5 ) d = 8 . 8 m m 钻头几何形状为( 表 2 . 1 及表 2 . 2 ) 双锥修磨横刃 = 3 0 18 2 = 1 1 8 b e = 3 . 5 m m 0 = 1 2 = 5 5 2 . 选择切削用量 1 按加工要求决定进给量 根据表 2 . 7 当加工要求为 H 1 2 H B 精度铸铁硬度 H B S 2 0 0 d 0 = 7 . 8 m m 时 f = 0 . 3 6 0 . 4 4 m m / r 由于 L / d = 3 2 / 7 . 8 = 4 所以应乘以修正孔系数 k c f = 0 . 9 5 则 f = ( 0 . 3 6 0 . 4 4 ) 0 . 9 5 = 0 . 3 4 0 . 4 2 m m / r 由钻床 Z 3 0 2 5手册取 f = 0 . 4 m m / r 2 决定钻头磨纯标准及寿命 由表 2 . 1 2 , 当 d 0 = 4 时, 钻头后刀面最大磨损量取为 0 . 6 m m 寿命 T = 3 5 m i n 3 决定切削速度 由表 2 . 1 5 硬度 H B S 2 0 0 2 1 9 f = 0 . 9 m m / r d 0 按加工要求决定进给量 根据表 2 . 7 当加工要求为 H 1 2 H B 精度铸铁硬度 H B S 2 0 0 d 0 = 7 . 8 m m 时 f = 0 . 3 6 0 . 4 4 m m / r 由于 L / d = 3 2 / 7 . 8 = 4 所以应乘以修正孔系数 k c f = 0 . 9 5 则 f = ( 0 . 3 6 0 . 4 4 ) 0 . 9 5 = 0 . 3 4 0 . 4 2 m m / r 由钻床 Z 3 0 2 5手册取 f = 0 . 4 m m / r 2 决定钻头磨纯标准及寿命 由表 2 . 1 2 , 当 d 0 = 4 时, 钻头后刀面最大磨损量取为 0 . 6 m m 寿命 T = 3 5 m i n 3 决定切削速度 由表 2 . 1 5 硬度 H B S 2 0 0 2 1 9 f = 0 . 9 m m / r d 0 按加工要求决定进给量 根据表 2 . 7 当加工要求为 H 1 2 H B 精度铸铁硬度 H B S 2 0 0 d 0 = 7 . 8 m m 时 f = 0 . 3 6 0 . 4 4 m m / r 由于 L / d = 3 2 / 7 . 8 = 4 所以应乘以修正孔系数 k c f = 0 . 9 5 则 f = ( 0 . 3 6 0 . 4 4 ) 0 . 9 5 = 0 . 3 4 0 . 4 2 m m / r 由钻床 Z 3 0 2 5手册取 f = 0 . 4 m m / r 2 决定钻头磨纯标准及寿命 由表 2 . 1 2 , 当 d 0 = 4 时, 钻头后刀面最大磨损量取为 0 . 6 m m 寿命 T = 3 5 m i n 3 决定切削速度 由表 2 . 1 5 硬度 H B S 2 0 0 2 1 9 f = 0 . 9 m m / r d 0 2 0 m m V c = 2 2 m / m i n n = 1 0 0 0 V / d 0 = 1 0 0 0 2 2 / ( 3 . 1 4 2 0 ) = 3 5 0 r / m i n 由钻床说明手册选取 n = 4 0 0 r / m i n 3 . 计算工时 t m = L / n f = L + Y + / n f = ( 3 2 + 1 0 ) / 4 0 0 0 . 4 = 0 . 2 6 m i n 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他 加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。 工序八 粗精磨1 0 0 左端面，9 0 右端面，4 5 - 0 . 6 外圆，抛 光，1 0 0 左端面刻字，无光镀鉻 20 第六节 夹具设计 6 . 1问题的提出 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计 专用夹具 经过与指导老师协商，决定设计第 5 道工序钻孔 4 9 6.2 夹具设计 1 .工件装夹方案的确定 工件装夹方案的确定， 首先应考虑满足加工要求。 端面 B 面与中 心孔均有位置精度要求，可以通过其中的任意一个进行定位来保证。 在加工过程中，应该对工件的 6 个自由度都进行限制，在该设计中， 通过三抓与1 0 0 - 0 . 6进行配合，左端面与夹具表面压紧来限制 5 个 自由度，通过个锥形定位销来限制工件绕 Z 轴转动的自由度，这样， 达到工件的完全定位。 工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的结构 及加紧方案实现的可能性而予以最后确定。考虑到工件为大批生产， 21 为提高生产效率， 减轻工人劳动强度， 宜采用尽可能简单的加紧装置， 该设计中采用 V 型快一个 椎形定位销完成在加工完成后， 只需松一下 锥形定位销，就可以取出工件，较为简便。由于该夹紧装置主要是压 紧工件，限制 Z 方向的自由度，而本工序采用的是 Z 5 2 5 钻床作用在 Z 方向的切削力很小，因而不需要很大的加紧力。 由零件图可知，与中心孔4 5 - 0 . 6 都有一定的位置精度要求， 应以这两孔的中心线所确定平面为定位基准，限制三个自由度。为保 证工件位置精度加工时的稳定性，又考虑到夹具的尽可能简化，选用 孔4 5 - 0 . 0 6 、2 0中心为第一和第二定位基准，通过 V型快和锥形 定位销（见夹具装配图）实现定位。 22 第七节. 心得体会 机械制造技术基础课程设计是在学完了大学的全部基础课、技术 基础课以及大部分专业课之后进行的。是进行毕业设计之前对所学各 课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练， 因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 通过这次课程设计对我们学生未来将从事的工作进行一次适应性 训练，从中锻炼我们问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一 个良好的基础。 在设计过程中我们发现了许多在学习和应用知识的不足之出，尤 其锻炼了我们结合实际综合考虑问题的思路和解决问题的能力。我们 深刻体会到基础知识必须要扎实才能有更好的学习和创造性的思维。 所以在今后的学习和工作中，我们要更多的注重基础知识的学习。另 外在设计过程中我们还有许多小的错误导致拖延了设计时间和扰乱设 计思路，让我们明白了“把一件简单的事做好就不是一件容易的事” 的道理。从而，我们无论做什么事都要努力尽力去做好。 最后，我们衷心的感谢赵彤涌老师的大力指导和帮助！还有在设 23 计过程中支持和帮助过我们的各位同学！ 第八节. 参考资料 1 . 机械制造技术基础课程设计指导书南京理工大学教研组 2 . 金属工艺学( 第四版) 主编：邓文英 3 . 机械加工工艺师手册主编：杨叔子 4 . 机械工人切削手册( 第四版) 机械工业出版社 5 . 机械制造技术基础主编：吕明 曾志新 6 . 机械加工工艺装配设计手册机械工业出版社 24 专题论文 夹具在现代工程技术中的应用 李 超 （黑龙江科技学院 哈尔滨市 1 5 0 0 2 7 ） 摘要：本文主要介绍了固定夹具、随行夹具、组合夹具、通用夹具、 成组夹具等现代制造工程中常用夹具的结构特点及应用。明确 了现代机床夹具的发展方向以及现代制造业对夹具设计制造的 基本要求。 关键词：随行夹具、组合夹具、通用夹具、成组夹具 A b s t r a c t : T h i s t e x t m a i n l y i n t r o d u c e d f i x e d f i x t u r e , w i t h g o f i x t u r e , t h e a s s e m b l y f i x t u r e , i n g e n e r a l u s e f i x t u r e a n d b e c o m e t h e s e t f i x t u r e e t c . m o d e r n p r o d u c t i o n t h e s t r u c t u r e c h a r a c t e r i s t i c s a n d a p p l i c a t i o n o f t h e i n c o m m o n u s e f i x t u r e i n t h e e n g i n e e r i n g . E x p l i c i t b a s i c r e q u e s t o f t h e d e v e l o p m e n t d i r e c t i o n a n d m o d e r n m a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y o f t h e m o d e r n e n g i n e b e d f i x t u r e t o t h e f i x t u r e d e s i g n p r o d u c t i o n . K e y w o r d : W i t h g o f i x t u r e , t h e a s s e m b l y f i x t u r e , i n g e n e r a l u s e f i x t u r e a n d b e c o m e s e t f i x t u r e 25 1 绪论 在机械制造业中，为了保证产品的质量，改善工人的作业条件， 提高劳动生产率，在产品的制造工艺过程中，除了使用机床等设备外 还需要夹具、刀具、量具等多种工艺装备，所以从广义上说，夹具是 一种保证产品的加工质量，提高工艺过程效率的工艺装备，但同时也 是机床的辅助装置，近年来，随着先进制造技术的发展，新型机床的 出现，夹具的设计、制造也产生了很大的变化。 现代科学技术的高速发展和社会需求的不断变化，使得多品种， 中小批量生产逐渐占优势，因此，在大批量生产中有着长足优势的专 用夹具逐渐暴露出它的不足，因而为适应多品种、中小批量生发展了 组合夹具、通用可调夹具和成组夹具，由于数控技术的发展，数控机 床在机械制造工程中有了广泛的应用， 数控机床夹具也随之发展起来， 并在现代机床夹具中占有了一定的地位。 现代机床夹具虽然各具特色， 但它们的定位、夹紧的原理以及组成都是和传统夹具相同的。夹具组 成和工作原理：夹具主要有定位元件、夹紧元件和装置、对刀及导向 元件、夹具体和连接元件组成。夹具就是用来装夹工件的，装夹就是 将工件在机床和夹具中进行定位和夹紧的过程，定位是为了确定工件 在机床或夹具中的正确位置，夹紧是为了定位后将工件压紧、夹牢， 是其在加工过程中保持定位位置的不变，这样工件在切削力、重力、 离心力、和惯性力的作用下就能保证定位时所获得位置不变。 26 2 专题正文 2 . 1 固定夹具和随行夹具在自动线上的应用 自动线夹具的种类主要有固定夹具和随行夹具两大类。 1、 固定夹具用于工件直接运输的生产自动线上， 通常要求工件具 有良好的定位和输送基面，例如箱体零件、轴承环等。这类夹具和一 般机车夹具相似，在结构上具有自动定位、夹紧装置，设计原则上应 保证工件输送方便，夹紧、定位可靠与切屑的顺利排除。 2、随行夹具 随行夹具用于工件间接输送的自动线，主要适用于 工件形状复杂、没有合适的输送基面，或者随有合适的输送基面，但 属于易磨损的非铸材料工件， 使用随行夹具可以避免表面划伤与磨损。 工件装在随行夹具上，自动线的输送机构带着随行夹具依次输送到自 动线的各个加工位置上，各个加工位置的机床的上都有一个相同的机 床夹具来定位和夹紧该随行夹具，所以，自动线上应有许多随行夹具 在机床的加工位置上进行加工，另有一些要进入装卸工位，卸下加工 好的工件，装好待加工的毛坯件，这些随行夹具也等待送入机床工作 位置进行加工的指令，就这样不停地循环工作。 随行夹具在自动线上的输送和返回系统是生产自动线设计的一个十分 重要的环节，随行夹具的返回方式有垂直下方返回，垂直上方返回、 斜上方或斜下方和水平返回方式。根据随行夹具的尺寸、返回系统的 占地面积、输送装置的复杂程度操作、和机床刚性等因素来选择不同 的随行夹具的返回系统。图（1）是垂直上方返回的系统图。 图（1）随行夹具的垂直返回系统 其中 1、 随行夹具 2、 随行夹具输送器 3、 7、 升降台 4、 推杆 5、 27 倾斜返回轨道 6、限位器。 如图（2）所示为活塞加工自动线的随行夹具，工件以止口端面和 两半圆定位在随行夹具 1 的环形布置的 10 个定位块 6 和定位销 2、4 上定位，但不夹紧。待随行夹具到达加工位置时，将工件和随行夹具 一起夹紧在机床夹具上。 随行夹具上的T型槽在 T型输送轨道上移动， 到达加工位置时，机床夹具的定位销插入随行夹具的定位套 5 的孔中 实现定心，盖板 3 防止切屑落入定位孔中。采用这种夹紧方法必须保 证工件在随行夹具的运送过程中不出现任何位移。 图（2 ）活塞加工自动线上的随行夹具 1 、随行夹具 2 、4 、定位销 5 、定位套 6 、定位块 由于随行夹具在生产自动线中不断地流动，因此在随行夹具中大 多采用螺旋夹紧机构来夹紧工件，因为螺旋夹紧机构自锁性能好，在 随行夹具的输送过程中不容易松动。 而随行夹具在机床夹具常采用 “一 面两孔”的定位方式，利用随行夹具的周边进行夹紧。随行夹具的底 面既是定位基面又是输送基面。所以必须有一定的耐磨性以保证定位 准确，并能长久地保持精度。随行夹具在自动线上循环输送，它同时 也带着切屑和切削液进入各个加工位置，因而也影响了随行夹具的精 确定位，所以必要采取一定的防护措施，常在自动线末端或返回输送 带上设置清洗工位。随行夹具多采用“一面两孔”的统一定位方法， 又需要成批制造，因此实现随行夹具的结构的通用化有十分重要的意 义，但自动线加工对象各不相同，要使整个随行夹具的结构通用化困 难较大，为此可以将随行夹具分为通用底板和专用结构两部分。这样 不但使随行夹具结构通用化，而且也使自动线的机床夹具、随行夹具 的输送装置结构通用化，从而提高整个自动线的通用化程度，缩短自 动线的设计制造周期，降低制造成本。 28 2 . 2 组合夹具的应用 组合夹具在夹具元件高度标准化、通用化、系列化的基础上发展 起来的一种夹具。 这种夹具我国是从 20 世纪 50 年代后期开始使用的， 到 60 年代得到了发展。 组合夹具由一套预先制造好的， 具有各种形状、 功用、规格、和系列尺寸的标准元件和组件组成，如基础件、支承件、 定位件、导向件、压紧件、紧固件等。根据工件的加工要求，利用这 些标准元件和组件组装成不同的夹具。 图三是钻斜孔的组合夹具， 其中图 a 是工件， 在其上钻 3 斜孔。 工件以背面在支承件上定位，底面则支承在一定位销和一定盘上。根 据斜角要 图（3 ）a 工件图 图（3 ）b 钻斜孔组合夹具 1 、基础件 2 、支承件 3 、定位件 4 、导向减 5 、压紧件 6 、紧固件 求，按正弦定理可以计算出定位销轴线和定位盘轴线间的垂直与水平 距离尺寸，工件右端则由挡销定位。斜孔加工需要有确定钻摸板上钻 套轴线位置的工艺孔，在此组合夹具中可利用定位盘兼作工艺辅助基 准，计算出定位盘 轴线到钻套轴线的水平距离尺寸。按此尺寸要求调整钻模板，即可保 证斜孔轴线 4 7 和 1 8 两个位置尺寸。 对多品种、中小批量生产，使用专用夹具是不经济的。但对一些 29 加工质量要求高的关键零件，不采用夹具又难以保证加工质量，采用 组合家具就可以解决这一问题，特别是对于新产品试制和产品对象经 常变换不定的生产，采用组合夹具不会因试制后产品改型或加工对象 变换造成原来使用的夹具报废。 采用组合夹具即能保证产品加工质量， 提高效率，又能节约使用夹具的费用，充分发挥了组合夹具的优势。 由于夹具设计、制造劳动量在整个生产准备工作中占有较大的比例。 采用组合夹具后不需要专门的设计制造夹具，节约了设计和制造夹具 所需要的工时、材料和制造费用，缩短了生产准备周期。 2 . 3 通用可调夹具和成组夹具的应用 专用夹具和组合夹具各有优缺点，如果将这两种夹具的优势结合 起来，既能发挥专用夹具精度高的优点，又能发