1、摘要 零件工艺编制,在机械加工中占有很关键地位,零件工艺编制得合不合理,这直接关系到零件最终能否达成质量要求;夹具大设计也是不可缺乏一部分,它关系到能否提升其加工效率问题。所以这二者在机械加工行业中是至关关键步骤。这次毕业设计,我设计课题是一级减速器箱体加工工艺及夹具设计。该箱体零件结构较复杂,体积较大。为了提升生产效率和降低劳动强度,我设计了一款钻床夹具。此次设计说明书分为三个部分: 第一部分分为机械加工工艺规程慨述,其中有工艺组成,工艺规程内容和作用,机械制造工艺规程类型及格式,工艺规程原理和步骤介绍。同时对定位基准选择,工艺路线中表面加工方法选择、加工方法划分、加工次序安排起到具体介绍。
2、第二部分分为机床夹具设计,讲解机床夹具慨述,机床夹具组成份类。工件定位原理,定位方法和定位元件对定位误差计算,对夹紧装置组成和夹紧力三要素作了分析。在这次工艺中表面在铣床上加工;直径为40mm以上在镗床上加工;其它孔因分部面多我专门设计了一款夹具便于在钻床上加工(有图)。第三部分关键介绍对零件加工全过程,我这次设计关键选是铸件对毛坯确实定;加工中时效性处理;工艺路线编制和工序卡片编写(有卡片工艺、工序全过程)在加工完后检验。在加工中夹具设计和计算,对机械简明手册翻阅对国家标准对准。在加工完后绘制出了完美零件图(A0号)。在经济时效下确保了加工满足要求。关键词: 箱体、工艺、工序、夹具、绘制零件
3、图图英文摘要The Part of the process, in machining plays a very important part of the process, prepare to reasonable or unreasonable, it directly relates to the quality requirements could eventually parts, The design of fixture is big, it is the indispensable part in relation to improve the efficiency of t
4、he machining. So both in mechanical processing industry is crucial link. The graduation design, the topic is I design process and fixture enclosure reducer design. This case is complex, volume parts structure. In order to improve production efficiency and reduce labor intensity, I design a drill fix
5、ture. The design manual is divided into three parts:The first part is divided into the machining process of the specified procedures, including process, contents and procedure, mechanical manufacturing process planning of the type and the procedure formats, introduced the principle and procedure. Th
6、e choice of the locating datum, the process route in the selection of surface machining method, the method of processing, sequence arrangement has been introduced in detail.The second part of the machine tools fixture design, the interpretation of the machine tools fixture of the machine tools fixtu
7、re soup, composition and classification. The principle, workpiece position and orientation of the positioning error calculation of components for clamping device, the composition and clamping force of three factors are analyzed. In the process of surface in milling machining, Diameter 40mm in for mo
8、re boring, The rest of the hole for division I face a fixture designed to facilitate the processing (in press).The third part mainly introduces the process of parts processing, I choose the design is mainly for determination of casting billet, The timeliness, The preparation process route and the pr
9、ocess of writing (card), whole process card technology in processing after inspection. In the process of calculation, and fixture design of mechanical concise manual of gb through alignment. In processing after mapped the perfect parts graph (A0). Under the limitation in the economic guarantee proce
10、ssing request.Key words: process, process, and drawing parts fixture, toto目录 摘要1英文摘要2第一章 绪论51.1 制造工业关键性51.2 减速器利用、类型51.3 工艺设计关键性61.4减速器箱体设计工艺关键性7第二章对零件工艺分析82.1 工艺过程组成82.2 工艺规程内容和作用82.2.1工艺规程是指导生产技术文件82.2.2工艺规程是生产组织和管理工作基础依据92.2.3工艺规程是新建或扩建工厂或车间基础资料92.3 机械制造工艺规程类型及格式92.3.1 机械加工工艺过程卡92.3.2 机械加工工序卡102.
11、4 工艺规程设计标准和步骤122.4.1 工艺规程设计必需含有下列原始资料122.4.2在掌握上述资料基础上,机械加工工艺规程设计关键有以下几步132.5 毛坯确实定132.6 基准概念和分类及定位基准选择152.6.1设计基准162.6.2零件工艺设计和基准16第三章夹具设计183.1夹具慨念183.1.1在设计夹具时,夹具工作原理为183.1.2夹具在机械加工中作用183.1.3机床夹具组成及分类183.1.4夹具中加工精度分析193.2工件定位203.3 定位误差213.4 工件夹紧233.5 钻床夹具23第四章零件工艺过程264.1 零件制造工艺规程设计原理264.1.1零件制造工艺规
12、程格式和作用264.1.2本章关键说明此次设计一级减速器箱体工艺及夹具设计264.2 零件制造工艺规程设计时内容和步骤274.2.1依据以上资料,设计工艺规程内容和程序以下274.3零件结构工艺性284.4 毛坯选择294.5 加工路线拟订304.5.1 加工过程开始阶段304.5.2 加工过程中间阶段304.5.3 加工最终阶段30第五章总结和展望315.1总结315.2展望31参考文件32致谢33第一章 绪论1.1 制造工业关键性机械制造工业是国民经济中一个十分关键产业,它为国民经济各部门科学研究、国防建设和人民生活提供多种技术装备,在社会主义建设事业中起着中流砥柱作用。从农业机械到工业机
13、械,从轻工业机械到重工业机械,从航空航天设备到机车车辆、汽车、船舶等设备,从机械产品到电子电器、仪表产品等,全部必需有机械及其制造。减速器也是有些设备中所不可缺乏,我们应该了解减速器机械制造工艺过程才能把产品制造出来。1.2 减速器利用、类型减速器广泛利用于机械行业中,用于调整传输速率、输出力矩,为多种终端设备提供动力。减速器由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承、箱体及其附件所组成。在设计减速器机械加工工艺过程时要合理选择加工刀具,进给量,切削速度、功率,扭矩提升加工精度,来提升减速器加工精度,确保加工质量。单级圆锥齿轮减速器及两级圆锥圆柱齿轮减速器用于需要输入轴和输出轴成90D配置传动中。当传
14、动比不大(i=16)时,采取单级圆锥齿轮减速器;当传动对比大时,则采取两级(i=635)或三级(i=35208)圆锥-圆柱齿轮减速器。因为大尺寸圆锥齿轮较难缔造,所以总是把圆锥齿轮传动作为圆锥-圆柱齿轮减速器高速级(载荷较小),以减小其尺寸,便于提升缔造精度。同轴式两级圆柱减速器同轴式两级圆柱减速器径向尺寸紧凑,但径向尺寸较大。因为中间轴较长,轴在受载时挠曲亦较大,所以沿齿宽上载荷集中现象亦较严峻。同时因为两级齿轮中央距必需一致,所以高速级齿轮承载本事难以充足使用。而且在减速器中间部分轴承润滑也对比困难。另外,减速器输入轴和输出轴端在同一轴线两端,给传动装置总体配置带来部分局限。但当要求输入轴
15、端和输出轴端必需放在同一轴线上时,采取这种减速器却极为便利。这种减速器常见于中央距总和ae =1001000mm情况下。蜗杆减速器蜗杆减速器特点是在外廓尺寸不大情况下,能够取得大传动比,工作平稳,噪声较小,但效率较低。个中利用最广是单级蜗杆减速器,两级蜗杆减速器则利用较少。单级蜗杆减速器依据蜗杆位置可分为上下蜗杆 、 下蜗杆及侧蜗杆三种。单级蜗杆减速器传动比规模i=1070。上述蜗杆配置方案选择,亦视传动装置混合便利于否而定 。 选择时、应尽可能采取下蜗杆结构 。 因为此时润滑和冷却问题均较轻易处理,同时蜗杆轴承润滑也很便利当蜗杆圆周速度大于45m/s时,为了减削搅油和飞溅时损耗功率,可采取上
16、蜗杆结构。 1.3 工艺设计关键性现在中国工业设计行业现实状况是教育界、学术界重视外观创意,轻视甚至忽略结构设计情况比较严重。为何出现这种现象,和我们国家国情有很大关系。建国以来到改革开放早期,我们国家能够说不需要工业产品外观造型设计,那时物质生活极其缺乏,一切生产活动全部本着降低成本,满足功效前提,对产品外观造型基础没有要求。进入九十年代以后,伴随大家精神、物质生活水平提升和国外富有设计感产品大量涌入中国市场,使国人大开了眼界,也促进了中国教育界、学术界对工业产品外观造型设计这个行业重视。大批学校开设了工业设计这个专业,每十二个月培养了大量工业设计毕业生,举行了名目繁多工业设计大赛,也涌现了
17、很多令人眼花缭乱作品,连国际性设计大奖也拿了不少。一派欣欣向荣样子。 不过,让人不了解是为何这么多优异作品真正能转化为产品却没有多少,转化成产品又能大卖就更没有多少。是作品不够漂亮吗?是消费者不能接收高品质高价格产品吗?笔者认为全部不是,其实真正原因是出在生产问题上,出在作品转化为产品步骤上,是设计师轻视、忽略甚至根本没有考虑产品本身结构规律和生产工艺性上。这也跟中国工业设计教育相关。现在学校中工业设计系走两条路线,一条是艺术类学生,关键学习还是美学;另一条是工科学生,关键学是结构。艺术类院校毕业学生毕业时可能连生产图纸全部不会看,更谈不上对工艺、材料和功效性结构了解。而真正工业设计师不一样于
18、平面设计师,要想把产品从想法实现成成品,需要设计者有很高综合素质,其中包含对生产工艺、生产步骤、材料、模具加工等各个方面一定程度熟悉和了解。 两年前,笔者在成全部刚开始创建意町工业设计企业时候,有位工业设计专业实习生问我产品结构设计需要考虑哪些原因,当初我具体地向她做了解答。我认为结构设计要考虑原因很多:从物理学上来讲要考虑强度、减震、散热、降噪、电磁屏蔽;从组织学上讲要考虑材料、工艺,包含加工工艺、表面处理工艺和装配工艺;从经济学上来讲要考虑成本、相关标准、相关法规,比如安全性和环境保护性;从消费者方面来考虑还有易学性,使用合理性和舒适性等。以上任何一点没有考虑到,全部有可能造成产品开发全盘
19、失败。比如我曾经参与一个为某科技企业设计一款光学测量仪器案例,产品功效要求主支架要有足够高刚性,不然测量结果误差较大,对仪器本身重量又有限制。即使我们外观设计方案取得了用户认可,结构设计也满足了强度、散热和重量限制要求,不过样机测试结果却不是很满意。刚开始认为是支架强度不够,采取了很多增加强度方法还是没有改善。分析了很久才初步确定,是仪器发出热风引发空气波动造成光学镜头捕捉测量数据失真。必需要修改热设计,改变进出风方法,这么一来,最先受到大家一致认同外观设计方案不得不放弃。重新开始设计外观,以后续还将出现什么问题,尚不可预知。再举一个结构设计造成外观设计方案大改案例。我们根据用户确定外观造型做
20、了小批量样机,测试时候发觉产品内部温升太高,开机一小时就已经升高了40度,作为一个户外长久使用,随身携带产品,这么结果肯定是不能接收,也是必需要修改热设计,把温升降下来。我们采取了多个散热措施,做了很数次试验,最终倒是把温升降下来了,外形也改得面目全非了,大半个外壳全部由塑料件改为铝合金了。所以说产品外观造型也不是天马行空,随意涂鸦。比如要考虑模具加工成本,分型线就不能乱开,要能使模具最好分模;要考虑散热、降噪、电磁屏蔽,进风口和出风口就必需在它应该在位置,必需要确保一定形状和面积;要考虑产品生产成本,材料选择、生产加工工艺、表面处理工艺和包装方法也就肯定受到限制;要考虑目标消费群历史文化、宗
21、教信仰、传统禁忌,那么形状和颜色就不能造成使用者抵触。总说来,产品就是产品,不是艺术品,即使它需要批上艺术外衣,不过更关键却是设计工业产品绝对不能违反产品生产、销售、使用内在规律,只有这么,才能设计出叫好又叫座产品来。1.4减速器箱体设计工艺关键性 减速器箱体设计工艺是否完好,对减速器运行时加工效率和配合精度影响很大。尤其是现代工艺对减速器要求越来越高,已经利用于多种场所,很多工业设备对其利用很关键。所以对减速器箱体加工很关键,同时对工艺制品发能起到一个推进作用。对其加工工艺很关键。第二章对零件工艺分析2.1 工艺过程组成 为了便于工艺规程编制、实施和生产组织管理,需要把工艺过程分为不一样层次
22、单元。它们是工序、安装、工位和走刀。其中工序是工艺过程中基础单元。零件机械加工工艺过程有若干个工序组成。在一个工序中可能包含一个或多个安装,每一个安装可能包含一个或多个工位,每个工位可能包含一个或多个工步,每一个工步可能包含一个或多个走刀。工序 一个或一组工人,在一个工作点对同一个或同时对多个或同时对多个工件所连续完成那一部分工艺过程,称为工序。 工位 为完成一定工序内容,一次装夹工件后,工件(或装配单元)和夹具或机床可动部分一起相对刀具或机床固定部分所占据每一个位置,称为工位。 工步 在加工表面(或装配时连接面)和加工(或装配)工具全部不变情况下,所连续完成那一部分工布。 走刀 走刀也称为进
23、给。在一个公步内,若被加工表面需切除余量较大,可分几次切削,每次切削成为一次走刀。2.2 工艺规程内容和作用机械加工工艺规程简称为工艺规程,是指导机械加工关键文件。依据生产过称工艺性质不一样,有毛坯制造、零件机械加工、热处理、表面处理和装配等不一样工艺规程。要求零件制造工艺过程和操作方法等工艺文件称为机械加工工艺规程;要求产品或部件装配工艺过程和装配方法工艺文件是机械装配工艺规程。它们是具体生产条件下,确定最合理或较合理制造过程、方法,并按要求形式书写工艺文件,指导制造过程。工艺规程是制造过程纪律文件。其中机械加工工艺规程包含工件加工工艺路线及所经过车间和工段、各工序内容及所采取机床和工艺装备
24、、工件检验项目及检验方法、切削用量、工时定额及工人技术等级等内容。 机械制造工艺规程关键作用有以下几点。 2.2.1工艺规程是指导生产技术文件 在生产中应严格实施既定工艺规程。不过工艺规程也不是固定不变,工艺人员应不停总结工人技术革新,立即吸收中国外优异工艺技术,对现行工艺不停给予改善和完善,方便愈加好指导生产。2.2.2工艺规程是生产组织和管理工作基础依据 在生产管理中,产品投产前原材料及毛坯供给、通用工艺装备准备、机械负荷调整、专用工艺装备设计和制造、作业计划编排、劳动了组织和生产成本核实等,全部是以工艺规程作为基础依据。2.2.3工艺规程是新建或扩建工厂或车间基础资料在新建或扩建工厂或车
25、间时,只有依据规程和生产纲领才能正确确实定生产所需要机床和其它设备种类、规格和数量;确定车间面积、机床部署、生产工人工种、等级及数量和辅助部门安排等。2.3 机械制造工艺规程类型及格式2.3.1 机械加工工艺过程卡 它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程工艺卡片、这种卡片包含零件各个工序名称、工序内容,经过车间、工段,所用机床、刀具、夹具、量具,工时定额等。 此次设计工序工 序 内 容加工车间设备名称及型号夹具00铸件库房05时效库房10铣工机加铣床通常装夹15去毛刺机加20铣工机加铣床通常装夹25去毛刺机加30铣工机加铣床通常装夹32去毛刺机加35镗孔机加镗床镗模40镗孔机加镗床镗模45钳
26、工机加钻床钻模50钳工机加钻床钻模52钳工机加钻出钻模55检验机加 2.3.2 机械加工工序卡依据工艺卡片每一道工序制订,关键用来具体指导操作工人进行生产一个工艺文件。多用于大批大量生产或成批生产中比较关键零件。该卡片中附件有工序简图,并具体记载了该工序加工所需资料,如定位基准选择、工序尺寸及公差和公差和机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。比如以前面说明中了解到零件工艺设计从而得出我零件设计工艺,在整个工艺中我先考虑零件加工顺从而得出,首先找到基准面,我选择先铣底面把零件翻转加工底面图(1),再以底面为基准对上表面进行加工上表面图(2) 图(1)图(2)在加工上表面后再在铣床上加工左
27、右表面图(3),同时在加工全部表面加工工序中在铣完表面后全部要进行去毛刺,使零件表面和各边变得很光滑,用量具来达成零件要技术要求。图(3) 在铣完表面后,在镗床上对零件低表面进行镗孔先镗直径位54mm深为19mm,接着进行镗直径47j7mm孔两孔总深为30mm加工时重视精度掌握利用专用夹具进行装夹图(4)。 同时对箱体左右孔进行加工先加工大孔直径为52J7mm深为33mm再加工左孔直径为40J7深度为18mm加工时重视对精度掌握使用专用夹具进行装夹图(5)。 在加工底座四孔时我利用两个试图进行展示同时用钻床专用夹具进行装夹同时掌握精度和加工要求图(6)。图(4)图(5)图(6)图(7)图(8)
28、在加工图7时我设计了专用夹具我夹具进行装夹,在钻用夹具上进行装夹加工。在加工图8工艺时关键是把箱体进行翻转加工,这七个螺纹孔全部是直径为6mm深为10mm其关键是对精度掌握。2.4 工艺规程设计标准和步骤工艺规程设计标准是在确保产品质量前提下,应尽可能提升生产率和降低生产成本。应在充足利用本企业现在生产条件基础上,尽可能采取中国外优异工艺技术和经验,并确保有良好劳动条件。工艺规程应做到正确、完整、统一和清楚,所用术语、符号、计量单位和编号等全部要符合对应标准。2.4.1 工艺规程设计必需含有下列原始资料(1) 产品全套装配图及零件图。(2) 产品验收质量标准。(3) 产品生产纲领及生产类型。(
29、4) 零件毛坯图及毛坯生产情况。零件毛坯图通常由毛坯车间技术人员设计。机械加工工艺人员应研究毛坯图并了解毛坯生产情况,如了解毛坯余量、结构工艺性、铸件分型面和浇冒口位置、模锻件出模斜度和飞边位置等,方便正确选择零件加工时装夹部位和装夹方法,合理确定工艺过程。(5) 车间生产条件。应全方面了解车间设备种类、规格和精度情况,工人技术水平,现有刀、夹、量具规格,和专用设备、工艺装备设计、制造能力等。(6) 多种相关手册、标准等技术资料。(7) 中国外优异工艺及生产技术发展应用情况。2.4.2在掌握上述资料基础上,机械加工工艺规程设计关键有以下几步(1) 分析零件工作图和产品装配图。(2) 工艺审查。
30、(3) 确定毛坯种类及其制造方法。(4) 确定机械加工工艺路线。(5) 确定各工序所需机床和工艺装备。(6) 确定各工序加工余量,计算工序尺寸和公差。(7) 确定切削用量。(8) 确定各工序工时定额。(9) 评价工艺路线 对所制订工艺方案应进行技术经济分析,并应对多个工艺方案进行比较,或采取优化方法,以确定出最优化工艺方案。(10) 填写或打印工艺文件。2.5 毛坯确实定 毛坯是零件生产过程一部分。依据零件技术要求、结构特点、材料和生产纲领等方面情况,合理确实定毛坯种类、毛坯制造方法、毛坯形状和尺寸等,不仅影响毛皮经济性,而且影响到机械加工经济性。所以在确定毛坯到时候,既要考虑热加工方面原因,
31、也要兼顾冷加工方面要求,方便从确定毛坯这一步骤中,降低零件制造成本。毛坯确实定包含确定毛坯种类和制造方法两个方面。常见毛皮种类有铸件、段件、型材和焊接件等。如铸铁材料毛坯均为铸件,钢材料毛坯通常为锻件或型材等。多种毛坯制造方法很多。确定毛坯时关键考虑以下几方面原因。(1)零件材料和力学性能。 大致确定毛坯种类。比如,铸铁零件用铸造毛坯; 形状简单钢制零件,力学性能要求低,用棒料,力学性能要求高,用锻件;形状复杂,力学性能要求低,用铸钢件。 (2) 零件结构形状和外形尺寸。 多种毛坯制造方法全部对零件结构和形状有一定适用性。比如,阶梯轴轴零件各直径差异不大时可用棒料,差异大时可用铸件;外形尺寸大
32、零件通常见自由铸件或砂型铸件,中小型零件可用模锻件或压力铸件,形状复杂钢质零件不宜用自由锻件;部分形状特殊小零件,因为机械加工困难,常采取压铸或精密铸造等方法,尽可能降低切削加工。 (3) 生产纲领大小。 生产纲领大小在很大程度上决定了采取某种毛坯经济。在大批量生产中,应采取精度和生产率全部较高优异毛坯制造方法,如铸件应采取金属模机器造型,锻件应采取模锻;并应该充足考虑采取新工艺、新技术和新材料可能性,如金铸、精锻、冷挤压、冷轧、粉末冶金和工程塑料等。单件小批生产则通常采取木模手工造型或自由锻等比较简单方便毛坯制造方法。 (4) 工厂生产毛坯实际条件。在选择毛坯时应考虑工厂生产毛坯实际条件。
33、(5) 利用新工艺、新技术和新材料可能性。比如,采取精密铸造、压铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等,可大大降低机械加工劳动量。毛坯制造方法最大重量(N)最小壁厚(mm)形状复杂性材料生 产方 式精度等级(IT)尺寸公差值(mm)表面粗糙度其 她手工砂型铸造不限制35最复杂铁碳合金、有色金属及其它合金单件生产及小批量生产141618余大量,通常为110mm;由砂眼和气泡造成废品率高;表面有结砂硬皮,且结砂颗粒大;适用铸造大件;生产率很低机械砂型铸造至250035最复杂同上大批量生产及大量生产14级左右13生产率比手制砂型高数倍至数十倍;设备复杂;但要求计术低;适适用于铸造中小
34、型铸件永久型铸造至10001.5简单或日常同上同上11120.10.5生产率高;因免去每次制型;单边余量通常为13mm;结构细密,能承受较大压力;占用生产面积小离心铸造通常35关键是旋转体同上同上151618生产率高,每件只需25min;机械性能好且少沙眼,壁厚均匀;不需型芯和浇注系统压铸1001600,5(锌)10(其它合金)由模子制造难易来定锌、铝、镁、铜锡、铅个金属合金同上11120.050,2生产率最高,每小时可达50500件;设备昂贵;可直接制取零件或仅需少许加工。熔模铸造小型零件0.8很复杂适于切削困难材料单件生产及成批生产0.050.15占用生产面积小,美套设备约需3040平米;
35、铸件机械性能好;便于组织流水生产;铸造延续时间长,铸件可不经加工。;壳模铸造至2001.5复杂铁和有色金属小批至大量生产1214生产率高,一个制砂工班产0.51.7T外表面余量0.250.5mm;孔余量最小0.080.25mm;机械化和自动化;铸件无便于硬皮 2.6 基准概念和分类及定位基准选择 零件是由点、线、面结成,而基准就是零件上用来确定其它点、线、面位置所依据点、线、面。依据基准功用不一样,分为设计基准和工艺基准两大类。2.6.1设计基准 设计基准是在零件设计图纸上用来确定其它点、线、面位置基准。它是标注设计尺寸起点。2.6.2零件工艺设计和基准 工艺基准是在工艺过程(加工和装配过程)
36、中所采取基准。它包含以下4种类型。 A工序基准。工序基准是在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后尺寸、形状、位置基准。所标注倍加工面位置尺寸称为工序尺寸。 B 定位基准。 定位基准是在加工中用于工件定位基准。 作为基准点、线、面,有时在工件上并不一定实际存在(如孔和轴轴心线,两平面之间对称中心面等),在定位时经过相关具体表面表现,这些表面称为定位基面。工件以回转表面(如孔、外圆)定位时,回转表面轴心线是定位基准,而回转表面就是定位基面,工件以平面定位时,其定位基准和定位基面一致。 C 测量基准。测量基准是测量工件形状、位置和尺寸误差时所采取基准。 D 装配基准。装配基准是在机器装配时,用来确
37、定零件或部件在产品中对位置所采取基准。(1) 定位基准选择 在机械加工第一道工序中,只能用毛坯上未经加工表面作为定位基准。这种定位基准称为粗基准。在随即工序中,用加工表面做定位基准,则称为精基准。 A粗基准选择 工件加工第一道工序所用基准是粗基准,粗基准选择得正确是否,不仅和第一道工序相关,而其还将对该工件加工全过程产生重大影响。选择粗基准,通常应遵照以下几项标准。1 确保零件加工表面相对不加工表面含有一定位置精度标准。2 合理分配加工余量标准3 便于装夹标准。4 粗基准通常不得反复使用标准。B 精基准选择选择精基按时应从整个工艺过程来考虑怎样确保零件尺寸精度和位置精度,并使装夹方便可靠。 1
38、 基准重合标准。 应尽可能选择加工表面设计基准作为精基准。 2 基准统一标准。 当工件某一表面作基准定位,能够方便地加工大多数(或全部)其它表面时,应尽早地将这个基准加工出来,并达成一定精度,以后大多数(或全部)工序均匀以它为精度进行加工。 3 互为基准标准。 对一些位置精度要求高表面,能够采取互为基准、反复加工方法来确保其位置精度,这就是互为基准标准。 4 自为基准标准。 对部分精度要求很高表面,在精度加工时,为了确保加工精度,要求加工余量小而其均匀,这时能够已经精加工过表面本身作为定位基准,这就是自为基准标准。 5 便于装夹标准。 所选择得精度,尤其是关键定位面,应有足够大面积和精度,以确
39、保定位基准、可靠。同时还应使夹紧机构简单、操作方便。(2) 表面加工方法选择选择零件各表面加工方法,不仅对零件加工质量有着重大影响,还对零件生产率和制造成本有着极大影响。在设计工艺路线时,各表面因为精度和表面质量要求,通常不可能只用一个方法一次加工就能达成要求。对于关键表面,往往需要经过几次加工,由粗到精逐步达成要求。A 表面形状和尺寸 B 表面精度和粗糙度C 工件材料和热处理D 工件整体构形和质量E 零件产量和生产类型F 现场生产条件(3)加工阶段划分粗加工阶段;半精加工阶段;精加工阶段;光整加工阶段。 将零件加工过程划分为多个加工阶段关键目标以下。 A确保零件加工质量 B有利于及早发觉毛坯
40、缺点并得到立即处理。 C有利于合理利用机床设备。 D便于安排热处理。(4)加工次序安排切削加工次序安排:先粗后精,先主后次,先面后孔,基面先行。第三章夹具设计3.1夹具慨念 机床夹具是在机械制造过程中,用来固定加工对象,使之占有正确位置,以接收加工或检测并确保加工要求机床附加装置,简称为夹具。定位:就是将工件装好,就是在机床上确定工件相对于刀具正确位置。夹紧: 就是对工件施加作用力,使之在已经定好位置上将工件可靠夹紧,这一过程称为加紧。3.1.1在设计夹具时,夹具工作原理为使工件在夹具占有正确加工位置;夹具对于机床,应确保有正确相对位置。而夹具结构又确保定位元件定位工作面对夹具和机床相连接表面
41、之间相对正确位置,这就确保了夹具定位面相对机床切削运动形成表面正确几何位置,也就达成了工件加工面对定位面相对机床切削运动形成表面正确位置,也就达成了工件加工面对定位基准相互位置正确度要求;使刀具相对相关定位元件定位工作面调整到正确位置,这就确保了刀具在加工件上加工出表面对工件定位标准位置尺度。 3.1.2夹具在机械加工中作用能确保稳定可靠加工质量;能缩短工时,提升劳动生产率;能降低工人劳动及强度;能扩大机床工艺范围。3.1.3机床夹具组成及分类夹具组成由定位元件、夹紧装置、导向元件、对刀装置、连接元件、夹具体和其它装置组成。机床夹具品种繁多,按专业化程度,夹具可分为以下多个类型。(1) 通用夹
42、具:和通用机床配套,可在一定范围内加工不一样工件。(2) 专用夹具:依据某一工序专门设计和制造夹具。(3) 成组夹具:根据成组工艺原理设计,适用用于一组零件某一工序。(4) 组合夹具:由预先制造好通用标准零部件经组装而成装用夹具,是一个标准化、系列化、通用化程度很高工艺装备。(5) 随行夹具:用于自动线上,工件在夹具上输送装置送往各机床,并在机床夹具或机床工作台上进行定位和夹紧。 3.1.4夹具中加工精度分析1。影响精度原因(造成误差原因)利用夹具在机床加工工件时,机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭加工系统。它们之间相互联络,最终形成工件和刀具之间正确位置关系,从而确保工序尺寸精度要求。这些
43、联络步骤中任何误差,全部直接影响工件加工精度。这些误差原因有: (1)工件在夹具中因位置不一致而引发误差,称为工件定位误差,以表示。 (2)定位元件和机床上安装夹具装夹面之间位置不正确所引发误差,称为夹具安装误差,以表示。 (3)定位元件和对刀或导向元件之间位置不正确所引发误差,称为刀具位置误差,以表示。 (4)有机床运动精度和工艺系统变形等引发误差,称为加工方法误差,以表示。它包含下列关键组成部分。1)和机床相关误差如机床主轴跳动,主轴轴线对导轨平行度或垂直度误差等。2)和刀含相关误差如刀具形状误差,刀柄和且切削部分同轴度和刀具磨损等。3)和调整相关误差如定距装刀误差、钻套轴线对定位件位置误
44、差等。4)和变形相关误差这取决于工件、刀具和机床手里变形和热变形。上述各项误差,属于随机性误差,故当误差原因多于两项时,应按概率法合成。=为了使夹具能加工出合格工件,以上各项误差总和应小于工序尺寸公差k,即=+k此式称为误差计算不等式,各代号分别代表各误差在被加工表面加工尺寸方向上最大值。当夹具要确保加工尺寸不只一个时,每个尺寸全部要满足它自己误差计算不等式。误差计算不等式在夹具设计中式很有用,因为它反应了夹具确保加工精度条件,能够帮助我们分析所设计夹具在加工过程中产生误差原因,方便探索控制各项误差路径,为制订、验证、修改夹具技术要求提供依据。3.2工件定位 在机械加工中,必需使机床、夹具、刀
45、具和工件之间保持正确相互位置,才能加工出合格零件。这种正确相互位置关系是经过工件在夹具中定位、夹具在机床上安装和刀具相对于夹具调整来实现。掌握六点定位,在用六点定位原理时应注意以下几点。(1)定位支承点限制工件自由度作用,应了解为定位支承点和工件定位基准面一直保持紧贴接触。若二者脱离,则意味着失去定位作用。(2)一个定位支承点仅限制一个自由度,一个工件有六个自由度,所设置定位支承点数目标准上不能超出六个。(3)分析定位支承点定位作用时,不考虑力影响。工件某一自由度被限制,并非指工件在受到使其脱离定位支承点外力时不能运动。使其在外力作用下而不运动是经过夹紧实现,反之工件在外力作用下因夹紧而不能运动,也并非是工件全部自由度受到限制了。 其中工件定位中又分为以下多个情况:完全定位、不完全定位、欠定位和过定位。 同时对定位方法和定位元件选择工件以平面定位时关键形式是支承定位,工件定位基准平面和定位元件表面相接触而实现定位。我们常见支承元件有下列多个。 (1)固定支承。常见有:支承钉、支承板设计时可查国家标准手册。 (2)可调支承。 (3)自为支承。 (4)辅助支承。 工件以外圆柱面