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成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 3 页 共 22 页 3 引 言十 年 磨 一 剑 , 一 朝 试 锋 芒 。 如 今 , 毕 业 的 钟 声 即 将 敲 向 , 我 们 即 将 迈 入 社 会工 作 的 浪 花 中 。 因 此 , 我 们 应 该 对 自 己 大 学 三 年 来 所 学 的 知 识 进 行 汇 总 和 提 炼 。而 毕 业 设 计 则 为 我 们 提 供 了 一 个 锻 炼 的 舞 台 , 在 这 灿 烂 的 舞 台 上 , 我 们 都 是 主 角 ,因 为 我 们 要 运 用 自 己 所 学 的 知 识 来 自 主 设 计 , 自 主 创 新 。 为 此 , 我 还 怀 这 饱 满 的热 情 和 精 力 积 极 投 入 毕 业 设 计 的 浪 潮 中 。通 过 上 个 月 的 课 程 专 周 设 计 和 工 厂 实 习 , 我 发 现 在 机 械 制 造 业 中 , 机 床 就 象人 的 头 脑 一 样 引 领 着 该 行 业 飞 速 地 发 展 , 而 夹 具 则 象 人 的 四 肢 一 样 推 动 着 该 行 业日 新 月 异 地 革 新 。 因 此 , 我 结 合 了 时 代 的 发 展 和 社 会 的 需 要 , 选 择 了 机 床 夹 具 设 计 。 此 外 , 我 还 认 真 学 习 了 机 械 教 研 室 公 布 的 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 概 念 , 认 真分 析 了 此 次 毕 业 设 计 的 目 的 、 方 向 、 重 点 和 意 义 ; 并 结 合 自 身 专 业 知 识 的 掌 握 程度 及 运 用 能 力 , 选 择 了 中 等 复 杂 零 件 C620 拔 杆 来 进 行 工 艺 规 程 拟 订 和 第 20 道工 序 的 车 夹 设 计 。我 由 于 是 在 工 厂 自 己 完 成 的 , 没 有 老 师 的 指 导 , 做 起 来 十 分 吃 力 , 而 且 也 没有 足 够 的 时 间 , 可 能 设 计 有 些 粗 糙 , 也 存 在 很 多 问 题 , 但 我 是 真 的 尽 力 了 !这 次 毕 业 设 计 , 让 我 明 白 了 毕 业 设 计 的 伟 大 意 义 。 更 进 一 步 掌 握 了 车 夹 的 步骤 和 方 法 , 锻 炼 了 发 现 问 题 解 决 问 题 的 能 力 和 观 察 力 。 并 对 大 学 三 年 来 所 学 的 知识 进 行 了 一 次 彻 底 地 “ 扫 描 ” , 充 分 认 识 到 自 身 存 在 的 不 足 , 不 但 巩 固 了 旧 知 识 ,还 学 到 了 许 多 新 知 识 。 进 一 步 锻 炼 了 自 己 的 学 习 能 力 、 自 主 设 计 、 自 主 创 新 能 力 。第 一 章 工 艺 设 计 工 艺 设 计 这 一 章 是 本 次 毕 业 设 计 的 首 要 任 务 , 对 后 面 的 夹 具 设 计 起 着 引 领 作用 , 是 打 开 整 个 毕 业 设 计 的 “ 窗 户 ” , 起 着 至 关 重 要 的 作 用 。 它 主 要 包 括 零 件 工艺 分 析 、 机 械 加 工 工 艺 设 计 、 机 械 加 工 工 序 设 计 等 几 个 方 面 。 现 从 各 个 方 面 具 体进 行 。 第 一 节 零 件 的 工 艺 分 析由 C620轴 零 件 图 可 知 , 其 材 料 为 HT200。 该 材 料 具 有 较 高 的 强 度 、 耐 磨 性 、耐 热 性 、 减 振 性 以 及 铸 造 性 , 使 用 于 承 受 较 大 应 力 、 要 求 耐 磨 的 零 件 。 能 够 达 到使 用 要 求 。该 零 件 上 的 主 要 加 工 面 为 B面 、 C面 、 G面 、 F面 , 主 要 加 工 孔 有 420+0.027和 2-16 0+0.019和 M10螺 纹 孔 , 此 外 , 还 需 加 工 通 槽 245和 4处 油 沟 宽 5深 2。现 结 合 图 纸 ( 图 1 1) 要 求 具 体 分 析 。 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 4 页 共 22 页 4 图 1 1C620零 件 图由 零 件 图 可 知 , B、 C两 平 面 与 42孔 中 心 线 的 不 垂 直 度 公 差 0.05/100。 为了 保 证 精 度 要 求 , 它 们 最 好 一 次 装 夹 后 加 工 完 成 , 这 样 便 能 更 好 地 保 证 垂 直 度 要求 , 从 零 件 的 结 构 特 性 来 看 , B面 和 42孔 易 于 实 现 一 次 装 夹 便 完 成 加 工 , 但 C面 由 于 零 件 右 端 限 制 , 不 易 和 它 们 实 现 一 次 装 夹 便 完 成 加 工 。 即 便 能 够 达 到 一 次装 夹 便 完 成 加 工 的 要 求 , 也 不 够 经 济 。 此 外 , 还 考 虑 到 精 基 准 选 择 的 因 素 , 由 于B 面 较 大 , 而 且 是 端 面 , 420+0.027孔 较 大 , 易 于 定 位 , 因 此 将 B 面 和 420+0.027孔 作 为 精 基 准 。 从 这 方 面 考 虑 , 它 们 应 该 一 次 加 工 完 成 , 这 样 才 能 减 小 工 件 的 定位 误 差 。 当 B面 和 42孔 一 次 性 加 工 完 成 后 , C面 以 此 定 位 来 加 工 , 便 能 很 好 地保 证 不 垂 直 度 误 差 了 。对 于 G 面 和 F 面 , 虽 不 是 重 要 配 合 面 , 但 它 的 表 面 质 量 直 接 关 系 到 216 0+0.019两 孔 的 位 置 度 及 同 轴 度 , 因 此 这 两 面 最 好 也 一 次 性 加 工 完 成 , 这 样 便 能很 好 地 保 证 平 行 度 , 从 而 间 接 地 减 小 了 后 续 两 孔 的 加 工 误 差 。 结 合 本 期 专 业 实 习的 实 践 知 识 , 初 步 确 定 该 两 面 可 采 用 卧 式 铣 床 X62W, 用 两 把 铣 刀 一 次 性 加 工 完成 。 至 于 216两 孔 , 首 先 , 其 尺 寸 精 度 较 高 , 被 约 束 的 因 素 也 较 多 , 主 要 有 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 5 页 共 22 页 5420+0.027与 160+0.019两 中 心 线 位 置 度 公 差 0.1, 160+0.019两 孔 同 轴 度 公 差 0.05,420+0.027与 160+0.019中 心 线 垂 直 度 公 差 0.05/100。 从 零 件 精 度 和 加 工 工 艺 性 考 虑 ,这 两 孔 最 好 在 车 床 上 一 次 性 加 工 完 成 。对 于 通 槽 245, 由 于 没 有 很 高 的 配 合 要 求 , 只 是 影 响 后 续 螺 纹 孔 M10加 工 ,因 此 在 铣 床 上 粗 铣 后 再 精 铣 即 可 。对 于 螺 纹 孔 M16, 它 起 着 连 接 的 作 用 , 因 此 应 先 钻 出 预 孔 , 然 后 攻 螺 纹 即可 , 具 体 数 据 参 阅 工 艺 卡 片 。对 于 4处 宽 5深 2油 槽 , 可 在 插 床 上 加 工 , 精 度 方 面 易 于 保 证 , 只 是 加 工 方法 有 点 复 杂 。 特 别 是 42 0+0.027孔 里 面 的 两 油 槽 , 须 采 用 活 动 销 定 位 , 待 定 位 夹 紧后 再 取 出 活 动 销 进 行 加 工 。由 参 考 文 献 1 机 械 加 工 工 艺 设 计 手 册 中 有 关 面 和 孔 的 经 济 精 度 及 机 床能 达 到 的 位 置 精 度 可 知 , 上 述 技 术 要 求 是 能 够 保 证 的 , 零 件 的 结 构 工 艺 性 也 是 可行 的 。 第 二 节 确 定 毛 坯毛 坯 类 型 主 要 有 铸 件 、 锻 件 、 型 材 等 。 毛 坯 的 选 择 主 要 从 以 下 四 个 方 面 来 考虑 : 1) 零 件 的 结 构 特 性 、 形 状 和 尺 寸 ;2) 零 件 材 料3) 零 件 产 量4) 工 厂 设 备 条 件 由 于 该 零 件 的 材 料 是 HT200, 其 形 状 较 复 杂 , 属 于 中 等 复 杂 程 度 的 异 性 零 件 ,因 此 采 用 铸 件 较 为 合 理 。 在 选 择 铸 造 方 法 的 时 候 应 主 要 考 虑 该 零 件 材 料 的 铸 造 性能 以 及 其 生 产 批 量 以 及 工 厂 设 备 条 件 这 三 大 因 素 。 对 于 不 同 生 产 批 量 的 零 件 其 铸造 方 法 也 有 很 大 区 别 。 对 于 小 批 量 生 产 的 零 件 宜 采 用 成 本 较 低 的 木 模 铸 造 或 ; 对于 成 批 生 产 的 零 件 则 宜 采 用 效 率 较 高 的 砂 型 铸 造 , 而 在 大 批 大 量 生 产 中 , 则 采 用高 效 率 的 砂 型 机 械 铸 造 。 此 外 , 对 于 一 些 精 度 要 求 较 高 的 , 并 且 结 构 较 复 杂 的 异性 零 件 , 当 普 通 的 方 法 不 能 完 成 铸 造 要 求 时 , 则 需 采 用 特 种 铸 造 。对 于 本 零 件 , 通 过 上 述 分 析 , 确 定 采 用 砂 型 铸 造 的 方 法 获 得 毛 坯 , 由 于 铸 造后 有 残 余 应 力 , 因 此 在 铸 造 后 进 行 清 砂 和 热 处 理 。对 毛 坯 进 行 热 处 理 安 排 时 , 主 要 从 以 下 从 以 下 三 个 方 面 来 考 虑 :1) 毛 坯 类 型 ( 通 常 , 铸 件 采 用 退 火 处 理 ; 锻 件 采 用 正 火 处 理 )2) 工 时 安 排 ( 若 工 时 充 裕 , 如 两 班 制 , 则 采 用 人 工 时 效 即 可 ; 若 工 时 紧 张 ,如 三 班 制 , 则 采 用 回 火 处 理 )3) 工 厂 设 备 条 件 通 过 上 述 分 析 , 假 设 在 工 时 充 裕 , 两 班 制 的 情 况 下 , 则 才 用 退 火 后 进 行 人 工时 效 处 理 。待 毛 坯 类 型 确 定 后 , 边 可 确 定 毛 坯 基 本 尺 寸 。 通 过 参 阅 参 考 文 献 1 机 械加 工 工 艺 设 计 手 册 表 2.36, 该 种 毛 坯 的 尺 寸 公 差 等 级 CT为 810级 , 加 工 余量 登 记 MA为 G级 。 故 取 CT为 9级 , MA为 G级 。参 阅 文 献 1 机 械 加 工 工 艺 设 计 手 册 表 2.35, 用 查 表 法 确 定 各 表 面 的 总余 量 如 表 11所 示 。 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 6 页 共 22 页 6 表 11 各 加 工 表 面 总 余 量加 工 表 面 基 本 尺 寸( mm) 加 工 余 量 等 级 加 工 余 量 数 值(mm) 说 明B、 C 面 54 H 2 单 侧 加 工G、 F面 54 H 2 双 侧 加 工420+0.027孔 42 H 3 单 侧 加 工第 三 节 工 艺 规 程 设 计工 艺 规 程 设 计 主 要 包 括 以 下 四 个 方 面 , 即 定 位 基 准 的 选 择 , 制 订 工 艺 路 线 , 选 择 加 工 设 备 及 刀 、 夹 、 量 具 , 加 工 工 序 设 计 。 现 对 这 四 个 方 面 逐 步 详 解 。一 、 定 位 基 准 的 选 择精 基 准 的 选 择 : C620轴 拔 杆 的 B面 和 420+0.027孔 既 是 设 计 基 准 , 有 是 装 配基 准 , 用 她 们 作 精 基 准 , 既 能 使 加 工 遵 循 “ 基 准 重 合 ” 的 原 则 , 又 能 实 现 “ 销 孔 ”的 典 型 定 位 方 式 ; 其 余 各 孔 和 面 的 加 工 也 能 用 它 定 位 , 这 样 使 工 艺 路 线 遵 循 了“ 基 准 统 一 ” 的 原 则 。 此 外 , B面 的 面 积 较 大 , 定 位 比 较 稳 定 , 加 紧 方 案 即 可 采用 一 长 销 或 短 销 , 然 后 在 C面 加 开 口 垫 圈 压 紧 。 因 此 夹 紧 方 案 也 比 较 简 单 、 可靠 , 操 作 方 便 。另 一 方 面 , 从 图 纸 上 的 技 术 要 求 42 0+0.027与 160+0.019两 中 心 线 位 置 度 公 差0.01和 420+0.027与 160+0.019中 心 线 垂 直 度 公 差 0.05/100也 可 得 知 , 420+0.027孔 是后 续 工 序 的 基 准 , 只 有 把 它 作 为 精 基 准 , 才 能 很 好 地 保 证 与 160+0.019孔 的 位 置 度和 垂 直 度 。 再 则 , G、 F两 对 称 面 到 中 心 线 的 距 离 为 3400.25, 为 了 更 好 地 保 证 该尺 寸 , 也 应 该 选 它 作 为 精 基 准 。 通 过 以 上 两 方 面 的 分 析 , 确 定 B面 和 420+0.027精 基 准 。粗 基 准 的 选 择 : 粗 基 准 选 择 的 一 般 原 则 有 以 下 四 点 :1) 为 了 保 证 加 工 面 与 非 加 工 面 之 间 的 位 置 要 求 , 应 选 非 加 工 面 为 粗 基 准 ;2) 合 理 分 配 各 加 工 面 的 余 量 ;3) 粗 基 准 应 避 免 重 复 使 用 , 在 同 一 尺 寸 方 向 上 , 通 常 只 允 许 用 一 次 ;4) 选 作 粗 基 准 的 表 面 应 平 整 光 洁 , 要 避 开 锻 造 飞 边 和 铸 造 冒 口 、 分 型 面 、毛 刺 等 缺 陷 , 以 保 证 定 位 准 确 、 夹 紧 可 靠 。以 上 面 四 点 为 基 本 出 发 点 , 结 合 该 零 件 结 构 特 性 及 铸 造 特 性 分 析 。 A、 E、 D面 皆 不 是 分 型 面 , 而 且 铸 造 后 表 面 质 量 较 好 ; 而 且 面 比 较 大 , 能 够 保 证 定 位 、 夹 紧 可 靠 。 此 外 , 结 合 定 位 方 法 , 可 采 用 以 A面 和 D面 定 位 , E面 压 紧 , 或 者 采用 E面 和 D面 定 位 , A面 压 紧 。 这 两 种 方 案 大 同 小 异 。 只 是 工 件 的 摆 放 位 置 相反 。 但 都 能 保 证 加 工 要 求 。 从 这 方 面 来 看 , 只 要 铸 造 表 面 的 质 量 较 好 , 这 两 面 不用 加 工 便 可 进 行 定 位 压 紧 。 从 而 使 得 定 位 基 面 的 加 工 余 量 最 小 。 满 足 一 般 粗 基 准选 择 的 原 则 。 另 一 方 面 , 从 产 品 的 经 济 性 来 考 虑 , A、 E、 D三 面 皆 相 对 较 大 ,若 铸 造 后 都 要 加 工 方 能 到 达 定 位 精 度 要 求 , 那 必 然 带 来 成 本 增 高 的 弊 端 , 即 使 方案 能 够 实 现 , 也 不 实 用 于 现 场 指 导 生 产 。 因 此 , 在 设 计 零 件 的 时 候 , 就 应 从 零 件的 结 构 特 性 、 机 械 加 工 规 程 、 生 产 效 益 等 主 要 因 素 来 综 合 考 虑 。通 过 以 上 分 析 , 结 合 加 工 过 程 来 综 合 考 虑 。 选 择 A、 D两 面 较 E、 D两 面 更 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 7 页 共 22 页 7好 , 这 是 由 于 前 者 便 于 在 定 位 压 紧 中 对 工 件 进 行 观 察 、 调 整 、 取 放 。 综 上 所 述 ,确 定 以 A、 E两 面 为 粗 基 准 。二 、 制 订 工 艺 路 线( 一 ) 初 步 拟 订 工 艺 路 线通 过 查 阅 参 考 文 献 1 机 械 加 工 工 艺 设 计 手 册 第 四 章 各 种 加 工 方 法 的经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 , 结 合 图 纸 ( 如 第 5页 图 所 示 ) 分 析 各 表 面 的 加 工要 求 , 确 定 各 表 面 的 加 工 方 法 如 下 :B面 : 粗 车 精 车 ;42 0+0.027孔 : 粗 车 精 车 ;C面 : 粗 铣 半 精 铣 ;G、 F两 面 : 粗 铣 半 精 铣 ;160+0.019两 孔 : 钻 铰 ;通 槽 245: 粗 铣 半 精 铣 ;M10螺 纹 孔 : 钻 攻 螺 纹 ;4处 油 槽 : 插 槽因 B面 和 420+0.027孔 中 心 线 的 垂 直 度 要 求 较 高 , 同 时 , 它 们 是 后 续 工 序 的精 基 准 , 因 此 这 两 个 工 序 应 采 用 工 序 集 中 的 原 则 , 即 分 边 在 一 次 装 夹 下 将 B面和 420+0.027孔 同 时 加 工 出 来 , 以 保 证 其 位 置 精 度 。根 据 先 面 后 孔 、 先 主 要 面 后 次 要 面 和 先 粗 加 工 后 精 加 工 的 原 则 , 将 G、 F两面 放 在 前 面 , 16 0+0.019两 孔 则 放 在 其 后 面 。 次 要 表 面 如 C面 , 槽 245, 4处 油槽 则 放 在 最 后 依 次 进 行 。在 拟 订 加 工 工 艺 路 线 的 时 候 , 除 了 考 虑 零 件 工 艺 性 以 及 加 工 工 艺 的 一 些 基 本原 则 , 还 应 考 虑 零 件 生 产 批 量 , 并 结 合 现 场 车 间 的 机 床 布 局 , 适 当 调 整 生 产 节 拍 ,尽 量 减 少 装 卸 和 运 输 等 辅 助 工 时 , 以 边 提 高 生 产 效 率 。 如 后 面 的 M10螺 纹 孔 和油 槽 的 加 工 , 这 两 工 序 之 间 没 有 直 接 的 联 系 , 先 加 工 谁 并 无 影 响 , 因 此 和 根 据 车间 现 场 机 床 布 局 形 式 来 进 行 适 当 的 调 整 。 此 外 , 在 拟 订 工 艺 路 线 的 时 候 还 应 注 意一 些 辅 助 环 节 , 如 倒 角 , 可 穿 插 在 各 工 序 之 间 进 行 , 以 边 减 少 工 时 , 提 高 生 产 效率 。 除 此 之 外 , 尽 量 使 得 机 械 设 备 和 工 作 人 员 的 合 理 搭 配 , 如 一 些 次 要 倒 角 , 可安 排 在 最 后 进 行 钳 工 处 理 。 这 样 , 不 仅 达 到 了 合 理 的 生 产 节 拍 , 还 充 分 利 用 物 力 、人 力 资 源 。 从 而 实 现 了 较 为 经 济 合 理 的 , 能 够 指 导 现 场 生 产 的 工 艺 路 线 。 通 过 上述 分 析 , 初 步 拟 订 加 工 工 艺 路 线 如 下 :表 12 初 步 工 艺 路 线 工 序 号 工 序 内 容10 铸 造 清 砂 退 火20 粗 车 精 车 B面 ; 粗 车 精 车 420+0.027孔30 粗 铣 精 铣 C面40 粗 铣 半 精 铣 G、 F两 面50 钻 铰 160+0.019两 孔60 粗 铣 精 铣 通 槽 24570 钻 M10预 孔 攻 M10螺 纹 孔80 插 4处 宽 5深 2油 槽 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 8 页 共 22 页 8 ( 二 ) 改 进 工 艺 路 线上 述 方 案 遵 循 了 工 艺 路 线 拟 订 的 一 般 原 则 , 但 某 些 工 序 还 需 进 一 步 改 进 。如 工 序 20的 加 工 方 法 , 是 对 B面 和 42 0+0.027孔 分 别 进 行 粗 、 精 加 工 , 虽 然 这 样能 节 省 换 刀 等 辅 助 工 时 , 减 小 加 工 成 本 。 但 这 两 个 面 是 整 个 工 艺 的 精 基 准 , 并 且它 们 之 间 有 垂 直 度 要 求 0.05/100, 因 此 应 将 二 者 的 粗 、 精 加 工 集 合 在 一 起 。 即 先粗 车 B面 和 420+0.027孔 , 再 精 车 B面 和 420+0.027孔 。 这 样 不 仅 便 于 在 加 工 420+0.027孔 时 可 以 通 过 精 车 孔 来 纠 正 垂 直 度 误 差 , 还 提 高 了 加 工 精 度 , 为 后 续 工 序 提 供 了精 度 储 备 , 同 时 , 还 有 利 于 降 低 后 续 工 序 相 关 夹 具 的 设 计 难 度 。 从 这 一 点 来 看 ,我 们 在 拟 订 工 艺 路 线 的 时 候 , 不 能 一 味 照 搬 书 上 的 原 则 、 定 理 。 而 应 结 合 生 产 实际 , 针 对 零 件 的 主 要 的 相 关 精 度 要 求 以 及 零 件 的 整 个 工 艺 路 线 来 综 合 考 虑 工 序 的安 排 。 此 外 , G、 F两 面 的 平 行 度 会 直 接 影 响 160+0.019两 孔 的 同 轴 度 误 差 , 因 此 ,这 两 面 应 采 用 工 序 集 中 的 原 则 , 即 一 次 装 夹 , 对 两 个 面 同 时 进 行 加 工 , 可 才 用 卧式 铣 床 X62W, 用 两 把 铣 刀 一 次 性 铣 出 两 面 。再 者 , 16 0+0.019两 孔 中 心 线 与 420+0.027孔 中 心 线 的 位 置 度 要 求 为 0.01, 因此 , 不 宜 采 用 钻 铰 的 工 艺 方 法 。 虽 然 钻 铰 工 序 能 保 证 零 件 精 度 要 求 , 单工 序 工 时 较 短 , 但 是 不 便 于 在 铰 孔 时 纠 正 两 孔 同 轴 度 误 差 以 及 两 孔 与 420+0.027孔 中 心 线 的 位 置 度 , 因 此 , 应 采 用 钻 扩 铰 的 工 艺 方 法 , 一 方 面 能 够 通 过铰 孔 来 纠 正 160+0.019两 孔 中 心 线 与 420+0.027孔 中 心 线 的 位 置 误 差 以 及 两 孔 同 轴度 误 差 , 还 能 调 整 合 理 的 生 产 节 拍 , 也 有 利 于 刀 具 等 硬 件 资 源 的 合 理 分 配 。此 外 , M10螺 纹 孔 的 加 工 安 排 则 要 注 意 零 件 生 产 批 量 的 因 素 。 这 里 是 成 批生 产 , 其 生 产 设 备 的 搭 配 一 般 是 大 量 通 用 机 床 。 因 此 , 这 个 M10螺 纹 孔 的 加 工应 放 在 一 个 工 序 中 进 行 , 这 样 便 于 机 床 的 合 理 利 用 , 同 时 减 少 了 工 件 的 搬 运 工 时 。但 若 该 零 件 是 大 批 的 量 生 产 , 那 么 其 生 产 设 备 则 是 以 通 用 机 床 为 主 , 辅 以 小 量 专用 机 床 。 而 且 生 产 线 的 安 排 利 于 随 行 夹 具 的 通 过 。 因 此 , 宜 采 用 工 序 分 散 的 方 式 ,以 便 提 高 生 产 效 率 。 修 改 后 的 工 艺 路 线 如 下 : 表 13 改 进 的 工 艺 路 线工 序 号 工 序 内 容 简 要 说 明10 铸 造 清 砂 退 火 消 除 内 应 力20 粗 车 B面 和 420+0.027孔 精 车 B面 和 420+0.027孔 基 准 先 行30 粗 铣 精 铣 C面 次 要 表 面 穿 插 其 中40 粗 铣 半 精 铣 G、 F两 面 先 加 工 面 、 工 序 集 中50 钻 扩 铰 16 0+0.019两 孔 后 加 工 孔 、 工 序 分 散60 粗 铣 精 铣 通 槽 245 先 加 工 面70 钻 M10预 孔 攻 M10螺 纹 孔 后 加 工 孔 、 工 序 分 散80 插 4处 宽 5深 2油 槽 次 要 表 面 安 排 在 后 90 钳 工100 检 验110 入 库 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 9 页 共 22 页 9 90 钳 工 工 序 分 散 , 平 衡 节 拍100 检 验110 入 库三 、 选 择 加 工 设 备 及 刀 、 夹 、 量 具选 择 加 工 设 备 及 刀 、 夹 、 量 具 时 , 主 要 从 以 下 几 个 方 面 考 虑 :1) 生 产 类 型2) 工 件 定 位3) 现 场 生 产 设 备 及 其 布 置4) 各 个 工 序 加 工 方 法从 上 述 四 个 基 本 点 出 发 , 结 合 零 件 工 艺 路 线 以 及 相 关 精 度 要 求 , 现 对 各 个工 序 逐 次 分 析 工 序 20。 考 虑 到 定 位 的 定 位 夹 紧 方 案 ( 如 图 1 2所 示 ) 及 夹 具 结 构 设 计 等问 题 , 采 用 卧 式 车 床 , 通 过 查 阅 参 考 文 献 1 机 械 加 工 工 艺 设 计 手 册 有 关 机床 能 达 到 的 精 度 和 相 关 刀 、 夹 、 量 具 的 测 量 精 度 , 结 合 本 工 序 的 精 度 要 求 , 选 择适 当 的 设 备 , 尽 量 在 保 证 加 工 要 求 的 前 提 下 选 择 相 应 的 设 备 , 切 记 不 要 一 味 地 为了 满 足 加 工 精 度 要 求 , 而 选 择 超 出 加 工 精 度 太 多 的 机 床 或 刀 、 夹 、 量 具 。 通 过 分析 比 较 , 本 工 序 选 择 C620卧 式 机 床 , 选 择 端 面 车 刀 和 内 孔 车 刀 。 由 于 是 成 批 生产 , 所 以 应 该 以 通 用 夹 具 为 辅 , 专 用 夹 具 为 主 。 一 方 面 成 本 不 至 于 太 高 , 另 一 方面 以 减 少 工 件 在 装 夹 中 的 辅 助 工 时 , 进 而 降 低 工 件 在 加 工 过 程 中 的 辅 助 时 间 , 提高 生 产 效 率 , 这 里 设 计 专 门 的 车 床 夹 具 ( 编 号 : CJ 01) 。 由 于 是 成 批 生 产 , 则选 用 一 般 的 通 用 量 具 , 而 不 采 用 高 效 的 专 用 量 具 , 这 里 选 用 通 用 量 具 游 标 卡 尺1000.05mm, 并 辅 以 专 用 量 具 孔 用 量 规 。工 序 30。 其 考 虑 原 则 及 大 致 方 法 与 上 述 相 似 , 这 里 便 不 再 累 述 。 该 工 序 的定 位 夹 紧 方 案 如 图 1 3所 示 。 考 虑 到 C面 在 加 工 过 程 中 , 由 于 其 侧 面 有 障 碍 ,影 响 了 工 件 的 旋 转 , 因 此 , 不 宜 采 用 B面 加 工 的 车 端 面 的 方 法 , 而 应 采 用 铣 削 的 方 法 。 在 铣 削 方 法 中 还 要 考 虑 立 铣 和 卧 铣 。 由 于 卧 铣 较 为 普 遍 , 但 由 于 工 件 结构 的 限 制 , 卧 铣 的 加 工 方 法 显 然 难 以 达 到 加 工 要 求 , 因 此 采 用 立 铣 。 通 过 查 阅 文献 1, 选 择 立 式 铣 床 X5020B。 夹 具 也 才 用 专 门 的 铣 床 夹 具 ( 编 号 : XJ 01) 。刀 具 则 采 用 立 铣 刀 , 其 尺 寸 应 适 中 , 若 尺 寸 过 大 , 虽 然 能 提 高 切 削 效 率 , 但 会 给机 床 增 添 动 力 负 担 ; 若 尺 寸 过 小 , 不 仅 费 时 , 还 没 有 合 理 利 用 机 床 资 源 。 现 综 合 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 10 页 共 22 页 10 图 1 2 第 20道 工 序 定 位 方 案这 几 方 面 , 并 结 合 加 工 尺 寸 , 选 择 32mm的 立 式 铣 刀 。 至 于 量 具 则 选 用 一 般 的通 用 量 具 游 标 卡 尺 1000.05mm即 可 。工 序 40。 本 工 序 是 加 工 G、 F两 平 行 面 ( 其 定 位 夹 紧 方 案 如 图 1 4所 示 ) ,由 于 前 面 已 经 阐 述 过 , 该 工 序 关 系 到 下 一 工 序 车 160+0.019两 孔 的 位 置 精 度 。 因 此 ,这 两 面 应 一 次 装 夹 便 同 时 加 工 完 成 , 所 以 , 查 阅 参 考 文 献 1后 选 择 常 用 的 卧 式铣 床 X62W较 为 经 济 合 理 。 其 夹 具 亦 采 用 专 用 夹 具 ( 编 号 : XJ 02) 。 该 工 序 的量 具 选 用 通 用 量 具 游 标 卡 尺 100 x0.02mm。 刀 具 则 根 据 加 工 尺 寸 来 选 择 合 适 的 铣刀 , 查 阅 参 考 文 献 1有 关 刀 具 尺 寸 , 经 反 复 比 较 后 选 择 卧 铣 刀 铣 刀 42mm。 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 11 页 共 22 页 11 图 1 3 第 30道 工 序 定 位 夹 紧 方 案工 序 50。 该 工 序 是 加 工 160+0.019 两 孔 , 其 定 位 夹 紧 方 案 是 以 B 面 和 孔420+0.027mm长 销 定 位 , C面 开 口 垫 圈 压 紧 , A面 加 支 撑 钉 。 虽 然 其 定 位 夹 紧 方案 和 上 一 工 序 的 不 一 样 , 不 过 它 们 的 表 达 方 法 一 样 , 因 此 本 工 序 的 夹 紧 方 案 图 可参 考 图 1 4) 。 由 前 面 的 分 析 可 知 , 该 工 序 非 常 重 要 , 它 的 约 束 因 素 也 比 较 多 ,牵 涉 到 与 420+0.027孔 的 位 置 度 以 及 垂 直 度 , 因 此 其 装 夹 方 式 必 须 采 用 第 一 道 工 序加 工 出 来 的 精 基 准 来 定 位 。 通 过 查 阅 参 考 文 献 1发 现 , 车 床 在 加 工 孔 方 面 , 尤其 是 在 孔 的 位 置 度 以 及 表 面 质 量 方 面 明 显 由 于 同 精 度 级 别 的 钻 床 。 这 是 因 为 工 件在 车 床 上 加 工 , 一 般 是 采 用 工 件 旋 转 , 刀 具 进 给 ; 而 钻 床 上 则 是 工 件 不 动 , 而 刀具 运 动 进 给 。 因 此 , 通 过 比 较 后 首 先 确 定 采 用 车 床 加 工 该 两 孔 而 不 采 用 钻 床 。 查阅 参 考 文 献 1有 关 机 床 加 工 精 度 及 机 床 联 系 尺 寸 后 进 行 比 较 选 择 , 卧 式 车 床C620能 达 到 的 加 工 精 度 为 0.01mm,其 中 心 高 为 200mm,刚 好 满 足 要 求 , 并 且 不 会使 夹 具 尺 寸 过 大 。 对 于 本 工 序 有 关 刀 具 的 选 择 则 参 阅 参 考 文 献 有 关 刀 具 尺 寸 的 知 识 进 行 比 较 后 选 择 。 由 于 该 孔 只 有 16mm,因 此 不 便 铸 出 预 孔 , 所 以 , 要 先 钻 出预 孔 。 查 阅 有 关 钻 、 扩 、 铰 的 经 济 加 工 余 量 并 结 合 刀 具 尺 寸 后 选 择 钻 孔 的 刀 具 为 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 12 页 共 22 页 12麻 花 钻 12mm, 扩 孔 的 刀 具 则 选 用 直 柄 扩 图 1 4 工 序 40定 位 夹 紧 方 案孔 钻 15.75mm, 铰 孔 的 刀 具 则 选 用 锥 柄 机 用 铰 刀 16mm。 对 于 量 具 的 选 择 ,则 主 要 考 虑 测 量 精 度 和 效 率 两 方 面 。 一 般 的 游 标 卡 尺 其 精 度 不 高 , 只 使 用 于 普 通直 线 尺 寸 ; 而 内 径 千 分 尺 虽 然 能 达 到 测 量 精 度 , 但 是 测 量 工 程 较 为 复 杂 , 不 利 于成 批 生 产 。 因 此 , 需 选 用 专 门 的 测 具 , 这 里 选 择 专 门 的 孔 用 量 规 。 而 夹 具 亦 采 用专 用 车 床 夹 具 ( 编 号 : CJ 02) 。工 序 60。 该 工 序 只 加 工 一 个 通 槽 245, 其 定 位 压 紧 方 式 如 图 1 5所 示 。 由于 其 尺 寸 比 较 适 中 , 因 此 , 采 用 立 铣 的 方 式 便 方 便 加 工 。 查 阅 参 考 文 献 1后 选择 立 式 铣 床 X5020B。 其 夹 具 亦 采 用 专 用 铣 床 夹 具 ( 编 号 : XJ 03) 。 其 刀 具 则由 其 几 何 尺 寸 来 选 择 相 应 的 刀 具 , 通 过 反 复 比 较 并 参 考 同 类 工 序 的 加 工 , 并 结 合所 选 铣 床 X5020B的 机 床 联 系 尺 寸 以 及 机 床 主 轴 结 构 形 式 和 主 轴 追 孔 号 , 最 后 选择 选 择 莫 氏 锥 柄 立 铣 刀 16mm较 为 经 济 合 理 。 其 量 具 则 采 用 一 般 的 通 用 量 具 游标 卡 尺 即 可 , 不 过 在 选 择 游 标 卡 尺 精 度 的 时 候 则 要 参 考 被 测 尺 寸 的 精 度 状 况 来 选 择 相 应 精 度 等 级 的 游 标 卡 尺 , 这 里 选 用 游 标 卡 尺 100 x0.02mm较 为 经 济 合 理 。 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 13 页 共 22 页 13 图 1 5 第 60道 工 序 夹 紧 方 案工 序 70。 其 工 序 内 容 是 钻 M10预 孔 攻 M10螺 纹 孔 , 其 定 位 夹 紧 方 案 和上 一 道 工 序 的 相 同 , 只 是 由 于 加 工 的 机 床 不 同 , 因 而 其 结 构 不 同 , 不 过 其 表 达 方案 和 图 1 5相 同 。 这 一 工 序 在 不 同 批 量 的 时 候 加 工 方 法 是 截 然 不 同 的 , 若 是 成批 生 产 则 最 好 采 用 工 序 集 中 , 即 在 一 次 装 夹 中 先 后 加 工 完 成 , 可 才 用 换 刀 具 的 办法 实 现 加 工 要 求 ; 若 是 大 批 大 两 生 产 则 宜 将 工 序 分 散 , 即 钻 孔 和 攻 螺 纹 分 别 在 两台 机 床 上 进 行 。 由 于 加 工 方 法 的 不 同 , 其 刀 具 的 选 择 也 不 同 。 这 里 由 于 是 成 批 生产 , 因 此 , 查 阅 参 考 文 献 1有 关 钻 床 的 机 床 联 系 尺 寸 及 其 主 轴 形 式 , 并 结 合 刀具 的 相 关 尺 寸 及 结 构 特 点 来 综 合 分 析 后 选 择 。 首 先 , 选 择 用 钻 床 Z5121。 然 后选 择 钻 预 孔 的 刀 具 为 直 柄 麻 花 钻 9mm, 接 着 选 择 攻 螺 纹 的 刀 具 为 机 用 丝 锥M10mm较 为 经 济 合 理 。 其 家 具 亦 采 用 专 用 钻 床 夹 具 ( 编 号 : ZJ 01) 。 至 于 量具 , 则 不 能 采 用 通 用 量 具 , 而 宜 采 用 专 用 量 具 , 这 里 选 用 通 端 螺 纹 塞 规 、 止 端 螺纹 塞 规 。 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 14 页 共 22 页 14 图 1 7 第 80道 工 序 定 位 夹 紧 方 案 图工 序 80。 其 工 序 内 容 为 插 4处 宽 5深 2 的 油 槽 , 很 明 显 , 该 工 序 选 用 的 机床 应 该 是 插 床 。 其 定 位 夹 紧 方 案 有 两 种 。 插 420+0.027孔 两 端 面 的 油 槽 的 定 位 夹 紧方 案 如 图 1 6所 示 , 插 420+0.027孔 里 面 的 两 油 槽 的 定 位 夹 紧 方 案 如 图 1 8所 示 。值 得 指 出 的 是 在 插 420+0.027孔 里 面 的 两 油 槽 的 时 候 中 间 需 用 活 动 销 , 即 定 位 夹 紧后 需 取 出 活 动 销 , 再 进 行 加 工 。 通 过 查 阅 参 考 文 献 1有 关 插 床 的 加 工 精 度 及 机床 联 系 尺 寸 , 经 过 反 复 比 较 后 选 择 插 床 B5032 较 为 经 济 合 理 。 其 夹 具 亦 采 用 专用 的 插 床 夹 具 ( 编 号 : CHJ 01) 。 刀 具 则 选 用 专 门 的 插 槽 刀 。 量 具 则 根 据 被 测尺 寸 的 精 度 来 选 择 , 这 里 选 择 深 度 游 标 卡 尺 1000.02mm较 为 经 济 合 理 。通 过 以 上 的 分 析 可 以 得 知 : 对 于 加 工 设 备 及 刀 、 夹 、 量 具 的 选 择 除 了 上 述 四个 基 本 点 之 外 , 还 应 考 虑 机 床 的 联 系 尺 寸 以 及 机 床 的 主 轴 结 构 形 式 , 尤 其 是 机 床的 锥 孔 号 , 是 选 择 刀 具 的 关 键 因 素 。 若 在 选 择 刀 具 的 时 候 没 有 考 虑 机 床 的 主 轴 追锥 孔 号 , 则 选 择 的 刀 具 也 许 能 满 足 加 工 精 度 , 但 在 实 际 操 作 中 难 免 会 出 现 刀 具 装 不 进 或 者 装 夹 刀 具 和 换 刀 具 较 麻 烦 , 反 而 影 响 加 工 效 率 。 而 对 于 量 具 的 选 择 则 应首 先 考 虑 成 本 和 测 量 精 度 等 级 以 及 被 测 尺 寸 的 精 度 , 选 择 相 当 的 量 具 。 避 免 高 精 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 15 页 共 22 页 15 图 1 8 第 80道 工 序 定 位 夹 紧 方 案 图度 尺 寸 用 低 精 度 量 具 而 导 致 尺 寸 不 准 而 造 成 工 件 的 报 废 , 同 时 也 要 避 免 低 精 度 的尺 寸 选 用 高 精 度 的 量 具 而 造 成 “ 杀 鸡 用 牛 刀 ” 的 浪 费 。总 之 , 机 床 设 备 及 刀 、 夹 、 量 具 的 选 择 , 应 从 上 面 提 到 的 几 个 方 面 综 合 起 来考 虑 , 若 过 于 片 面 皆 会 造 成 不 必 要 的 损 失 。 此 外 , 由 于 缺 乏 实 际 生 产 经 验 , 也 许上 面 的 选 择 有 不 当 之 处 , 我 将 在 以 后 的 工 作 进 一 步 改 善 。四 、 制 定 工 艺 规 程通 过 上 述 分 析 , 将 工 艺 路 线 和 各 个 工 序 选 用 的 机 床 设 备 、 刀 、 夹 、 量 具 便 可制 定 工 艺 规 程 。 通 过 上 个 月 的 专 业 实 习 , 通 过 两 天 对 现 场 工 艺 文 件 的 查 看 , 对 工艺 文 件 有 了 较 深 刻 的 认 识 。 一 般 工 厂 用 以 指 导 现 场 实 际 生 产 的 工 艺 文 件 包 括 工 艺规 程 、 工 艺 卡 片 、 产 品 跟 单 。 但 我 们 在 学 校 做 设 计 专 周 的 时 候 则 采 用 的 是 学 校 自行 设 计 的 工 艺 卡 片 , 这 种 工 艺 卡 片 属 于 集 中 式 工 艺 卡 片 , 即 将 工 艺 内 容 和 工 序 内 容 集 中 在 一 起 。 虽 然 不 够 正 式 , 但 适 合 我 们 使 用 。 由 于 时 间 关 系 , 这 次 , 暂 不 采用 单 独 的 工 艺 卡 片 和 工 序 卡 片 。 而 采 用 学 校 自 行 设 计 的 集 中 式 工 艺 卡 片 。 工 艺 卡 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 16 页 共 22 页 16片 详 情 参 阅 附 带 的 “ C620轴 拔 杆 机 械 加 工 工 艺 规 程 “ 。第 二 章 工 序 20的 夹 具 设 计本 次 设 计 的 夹 具 为 第 20道 工 序 车 B面 和 42孔 , 有 前 面 的 讲 述 可 知 ,该 夹 具 安 装 在 卧 式 车 床 C620上 。 现 从 以 下 一 个 方 面 进 行 设 计 。第 一 节 确 定 设 计 方 案这 道 工 序 所 加 工 的 面 为 一 大 端 面 , 加 工 的 孔 是 与 该 端 面 垂 直 的 中 心 孔 。 它 们皆 为 后 续 加 工 的 工 序 基 准 , 因 此 应 选 一 可 靠 的 粗 基 准 来 安 装 定 位 , 由 前 一 章 的 讲述 可 知 : 该 工 序 以 A、 D两 面 定 位 , E面 压 紧 。 这 时 有 两 种 定 位 方 案 : 1) 以 A面 三 点 , B面 两 点 , E面 压 紧 ;2) 以 D面 三 点 , A面 两 点 , E面 压 紧现 对 这 两 种 定 位 方 式 进 行 分 析 。 第 一 种 定 位 方 案 需 使 工 件 躺 这 放 在 定 位 基 面上 , 虽 然 不 是 工 件 的 自 然 摆 放 位 置 , 但 是 A面 的 面 积 较 D面 的 大 , 定 位 相 对 来说 更 加 可 靠 。 因 为 接 触 面 越 大 , 工 件 定 位 越 稳 定 , 在 加 工 过 程 中 的 平 衡 性 更 好 ,不 会 因 为 切 削 加 工 带 来 的 震 动 而 影 响 工 件 的 加 工 精 度 。 但 是 从 人 的 主 观 和 直 觉 上感 觉 很 别 扭 。 不 过 , 正 因 为 这 一 点 , 反 而 使 得 工 件 的 重 心 得 以 降 低 , 根 据 力 学 的原 理 可 知 。 工 件 的 质 心 离 回 转 中 心 越 近 , 离 心 力 越 小 。 工 件 的 平 稳 性 便 更 好 。第 二 种 方 案 则 是 工 件 很 自 然 地 摆 放 在 工 作 台 上 , 让 人 感 觉 很 自 然 。 没 有 别 扭的 感 觉 , 也 便 于 夹 具 的 设 计 以 及 装 配 图 的 绘 制 。 不 过 D面 相 对 于 A面 而 言 , 其面 积 相 对 较 小 , 因 此 , 这 种 定 位 方 案 在 加 工 过 程 中 引 起 的 振 动 效 果 较 前 者 明 显 ,不 利 于 工 件 加 工 精 度 的 保 证 。 此 外 , 由 于 这 种 方 案 导 致 工 件 的 质 心 离 回 转 中 心 较远 , 从 而 引 起 的 震 动 较 前 者 的 大 。 从 精 度 保 证 的 要 求 来 考 虑 , 第 一 种 方 案 较 第 二中 的 好 , 因 此 采 用 第 一 种 方 案 。 即 以 A面 三 点 , D面 两 点 定 位 , 在 E面 压 紧 。 定 位 方 案 确 定 后 , 则 需 考 虑 夹 紧 方 案 。 根 据 工 件 在 夹 具 上 的 定 位 方 式 , 其 属于 面 定 位 , 而 且 压 紧 部 位 为 E面 , 因 此 首 先 考 虑 压 板 压 紧 。 通 过 参 阅 参 考 文 献 2 机 床 夹 具 设 计 有 关 车 床 夹 具 设 计 的 典 型 定 位 及 压 紧 方 案 。 这 里 采 用 移 动 使 压板 压 紧 。 但 由 于 工 件 纵 向 尺 寸 较 长 , 因 此 , 一 个 压 板 显 然 达 不 到 压 紧 要 求 , 这 里才 用 两 个 压 板 分 边 在 两 端 进 行 压 紧 。 这 样 的 压 紧 方 式 , 操 作 起 来 比 较 方 便 , 而 且压 紧 力 也 较 大 , 能 够 保 证 工 件 加 工 要 求 。此 外 , 在 大 体 方 案 确 定 后 , 还 应 对 方 案 进 行 改 进 , 检 查 是 否 有 疏 漏 之 处 和 需改 进 之 处 。 由 于 工 件 在 加 工 过 程 中 , 其 纵 向 要 受 力 , 而 工 件 是 以 五 点 定 位 , 虽 然能 保 证 加 工 要 求 , 但 总 体 上 来 说 , 工 件 纵 向 承 受 力 的 效 果 较 差 , 因 此 , 因 考 虑 加支 撑 钉 或 者 挡 销 。 为 此 , 在 工 件 的 末 端 加 一 个 放 转 销 , 一 方 面 弥 补 了 不 完 全 定 位的 缺 陷 , 二 则 起 着 承 受 纵 向 力 , 使 工 件 在 加 工 过 程 中 更 加 稳 定 , 再 则 , 起 着 防 转作 用 , 能 够 进 一 步 提 高 定 位 精 度 , 减 小 加 工 过 程 中 细 微 松 动 或 细 微 转 动 带 来 的 尺寸 误 差 和 位 置 度 等 相 关 误 差 。 通 过 以 上 分 析 , 确 定 夹 具 的 定 位 压 紧 方 案 为 : 以 A面 三 点 , D面 两 点 , 在 小 端 处 加 防 转 销 , 活 动 压 板 两 块 在 E面 压 紧 , 具 体 夹 具 结 构 请 参 阅 夹 具 装 配 图 。 第 二 节 重 点 零 件 及 结 构 分 析通 过 上 个 月 的 夹 具 课 程 设 计 和 实 习 专 周 , 对 夹 具 设 计 的 重 点 和 难 点 有 了 一 定 成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 第 17 页 共 22 页 17的 感 性 认 识 。 大 体 上 , 不 管 是 钻 夹 、 铣 夹 , 还 是 车 夹 。 它 们 的 定 位 压 紧 都 是 一 个重 点 , 也 是 难 点 。 不 过 他 们 的 设 计 原 则 大 体 相 同 , 只 是 设 计 方 向 和 侧 重 点 不 同 。而 真 正 的 不 同 之 处 则 在 于 个 别 特 殊 零 件 的 设 计 。 如 车 夹 , 由 于 其 运 动 特 点 是 随 主轴 回 转 , 因 此 , 由 于 工 件 的 装 夹 难 免 会 有 偏 心 , 因 此 , 必 须 设 计 平 衡 块 , 以 减 少起 偏 心 。 平 衡 块 的 设 计 应 在 不 增 加 结 构 的 复 杂 性 的 前 提 上 安 放 在 夹 具 的 适 当 位置 , 一 般 和 夹 具 体 边 缘 处 以 圆 弧 面 相 切 , 一 方 面 , 平 衡 块 离 回 转 中 心 越
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