KCSJ-08閥體加工工藝及上端面夾具設計【含CAD圖紙、工藝工序卡、說明書】

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⒈能熟練運用機械制造技術基礎課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問題，保證零件的加工質量。 ⒉提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、既經(jīng)濟合理又能保證加工質量的夾具的能力。 ⒊學會使用手冊及圖表資料。 ⒋培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。 通過對拔叉的工藝及夾具設計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如《互換性與測量技術基礎》、《機械設計》、《金屬切削機床概論》、《機械制造工藝學》、《金屬切削原理與刀具》等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！ 1 閥體的工藝分析及生產類型的確定 1.1閥體的作用 題目所給的零件時閥體，主要作用是通過螺紋與其他零件連接，達到控制流體開關、方向、壓力及流量。 1.2閥體的技術要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度等級 表面粗糙度 um 形位公差mm 閥體下端面 72 IT10 6.3 閥體上端面 72 IT10 6.3 閥體前端面 57 IT10 6.3 閥體后端面 57 IT10 6.3 對于A垂直度0.06 28H7孔 28 IT8 3.2 φ35孔 35 IT12 12.5 φ36孔 36 IT12 12.5 φ22H8孔 22 IT8 3.2 對于B垂直度0.06 φ32H8孔 32 IT8 3.2 對于B垂直度0.06 M8螺紋孔 8 IT13 M6螺紋孔 6 IT13 1.3閥體的工藝分析 閥體是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，其加工內孔的精度要求較高，此外還有上下端面，孔端面需要加工，對精度要去也很高。其內孔對孔端面有垂直度要求，因為其尺寸精度，幾何形狀精度和相互位置精度以及表面質量均影響閥是否能夠良好的密封，進而影響其使用性能，因此它的加工時非常關鍵和重要的作用 1.4閥體的生產類型 根據(jù)設計題目和設計要求確定生產類型是大批大量 2 確定毛坯、繪制毛坯圖 2.1選擇毛坯種類 毛坯種類的選擇主要依據(jù)的是以下幾種因素： （1）設計圖樣規(guī)定的材料及機械性能； （2）零件的結構形狀及外形尺寸； （3）零件制造經(jīng)濟性； （4）生產綱領； （5）現(xiàn)有的毛坯制造水平。 由零件圖可知零件材料為HT250，生產批量為大批大量，零件結構一般復雜，所以選擇金屬型澆鑄，因為生產率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸較小，單邊余量不大，需要結構細密，能承受較大的壓力，所以選擇鑄件做毛坯。 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 2.2毛坯形狀的確定 毛坯形狀應力求接近成品形狀，以減少機械加工余量。 （1）鑄件孔的最小尺寸，根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表2-7可查得，鑄件孔的最小尺寸為10~20mm。 （2）鑄件的最小壁厚。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-7查得，鑄件的最小壁厚為4mm。 （3）鑄件的拔模斜度。鑄件垂直于分型面上，需要鑄造斜度，且各面的斜度數(shù)值應盡可能一致，以便于制造鑄模。根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表2-8可得： 斜度位置 鑄造方法 金屬性鑄造 外表面 0°30′ 內表面 1° （4）鑄件圓角半徑。鑄件壁部連接處的轉角應有鑄造圓角。主要是為減少應力集中，防止沖砂、裂紋等缺陷。一般為鄰壁厚度的1/3~1/5，中小鑄件圓角半徑為3~5mm。 （5）鑄件澆鑄位置及分型面選擇。鑄件的重要加工面或主要工作面一般應處于底面或側面，應避免氣孔、砂眼、疏松、縮孔等缺陷出現(xiàn)在工作面上；大平面盡可能朝下或采用傾斜澆鑄，避免夾砂或夾渣缺陷；鑄件的薄壁部分放在下部或側面，以免產生澆鑄不足的情況。 2.3毛坯尺寸的確定 選擇的毛坯鑄造方法是金屬模機器造型，零件的最大尺寸<250mm，鑄件的機械加工余量等級則為5~7級（查《機械制造技術基礎課程設計》表2-11），選擇6級。從《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4中查得全長94.5mm的加工余量為2.5mm，即該毛坯尺寸為99.5mm；全長為57mm的加工余量為2.5mm，即該毛坯的尺寸為62mm，加工余量為2 mm，即該毛坯的尺寸為 加工余量為1.5 mm ，即該毛坯的尺寸為，加工余量為2 mm，即該毛坯的尺寸為，加工余量為2.5 mm，即該毛坯的尺寸為，加工余量為1.5 mm，即該毛坯的尺寸為。 3 擬定閥體工藝路線 3.1定位基準的選擇 粗基準的選擇 作為粗基準的表面平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺陷。選擇閥體上端面和前端面作為粗基準。采用閥體上端面作為精基準加工下端面及以前端面作粗基準加工后端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。 精基準的選擇 根據(jù)該閥體零件的技術要求和裝配要求，選擇閥體下端面和后端面作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則。閥體的下端面和后端面是設計基準，選用其作精基準定位加工閥體上端面和前端面以及定位孔，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。 3.2表面加工方法的確定 根據(jù)閥體零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表 加工面 尺寸精度等級 表面粗糙度 加工方案 閥體下端面 IT10 6.3 粗銑—精銑 閥體上端面 IT10 6.3 粗銑—精銑 閥體前端面 IT10 6.3 粗車—精車 閥體后端面 IT10 6.3 粗車—精車 φ28H7孔 IT8 3.2 粗鏜—精鏜 φ35孔 IT12 12.5 粗鏜 φ36孔 IT12 12.5 粗鏜 φ22H8孔 IT8 3.2 粗鏜—精鏜 φ32H8孔 IT8 3.2 粗鏜—精鏜 M8螺紋孔 IT13 鉆孔—攻螺紋 M6螺紋孔 IT13 鉆孔—攻螺紋 3.3加工階段的劃分 該閥體加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工和精加工兩個階段。在粗加工階段，首先將精基準（閥體下端面和后端面）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求，同時粗鏜內孔；在精加工階段主要完成精銑平面和精鏜內孔。 閥體零件的加工階段如表 加工階段 加工內容 說 明 基準面加工 粗銑上端面 以下端面和后端面為基準，精加工各個端面 粗銑下端面 精銑下端面 精銑上端面 粗車前端面 粗車后端面 精銑后端面 精銑前端面 粗加工 粗鏜孔 、、孔相對于后端面有垂直度的要求，故應該在一次裝夾中完成 粗鏜、 孔 鉆螺紋孔 精加工 精鏜孔 、、孔相對于后端面有垂直度的要求，故應該在一次裝夾中完成 精鏜、 孔 3.4工序的集中與分散 選用工序分散原則安排閥體的加工工序。該閥體的生產類型為大批生產，可以采用普通型機床配以專用工、夾具，以降低其生產成本。 3.5工序順序的安排 機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即閥體下端面和后端面。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，即閥體的下端面和后端面。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工閥體四個端面，在加工閥體的內孔以及鉆孔、攻螺紋。 熱處理工序 鑄件為了消除殘余應力，需在粗加工前、后各安排一次時效處理，在半精加工前、后各安排一次時效處理。 輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、終檢工序。 綜上所述，該閥體工序的安排順序為：基準加工----主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——熱處理——主要表面精加工。 閥體零件的機加工工序安排如表 加工階段 加工內容 說 明 基準面加工 粗銑上端面 基準先行，先面后孔 先主后次，但次要加工表面的加工并非是安排在最后加工，次要表面的加工要考慮到對主要表面的加工質量的影響 粗銑下端面 精銑下端面 精銑上端面 粗車前端面 粗車后端面 精車后端面 精車前端面 粗加工 粗鏜孔 、、孔相對于后端面有垂直度的要求，故應該在一次裝夾中完成 粗鏜、 孔 鉆螺紋孔 精加工 精鏜孔 、、孔相對于后端面有垂直度的要求，故應該在一次裝夾中完成 精鏜、 孔 3.6確定閥體工藝路線 工序Ⅰ：粗銑上端面 工序Ⅱ：粗、精銑下端面 工序Ⅲ：精銑上端面 工序Ⅳ：粗車前端面 工序Ⅴ：粗、精車后端面 工序Ⅵ：精車前端面 工序Ⅶ：鏜削孔（粗鏜和精鏜在一次裝夾中完成） 工序Ⅷ：鏜削孔（粗鏜和精鏜在一次裝夾中完成） 工序Ⅸ：鉆螺紋孔、鉆螺紋孔 工序Ⅹ ：攻螺紋 、攻螺紋 工序Ⅺ：去毛刺 工序Ⅻ：終檢 閥體零件加工工藝路線如表 工序號 加工內容 說明 000 鍛造毛坯 010 粗銑上端面 020 粗銑下端面 留下精銑余量 030 精銑下端面 達到圖紙要求 040 精銑上端面 達到圖紙要求 050 粗車前端面 060 粗車后端面 留有精銑余量 070 精車后端面 達到圖紙要求 080 精車前端面 達到圖紙要求 090 粗鏜孔 留有精鏜余量 100 粗鏜、 孔 留有精鏜余量 110 鉆螺紋孔 120 精鏜孔 達到圖紙要求 130 精鏜、 孔 達到圖紙要求 140 攻螺紋 達到圖紙要求 150 去毛刺 倒角機去除銳邊毛刺 160 檢驗入庫 4 工藝裝備的選擇 4.1機床的選用 工序號 加工內容 機床設備 說明 000 鍛造毛坯 外協(xié) 010 粗銑上端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 020 粗銑下端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 030 精銑下端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 040 精銑上端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 050 粗車前端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 060 粗車后端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 070 精車后端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 080 精車前端面 X6120 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 090 粗鏜孔 T618 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 100 粗鏜、 孔 T618 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 110 精鏜孔 T618 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 120 精鏜、 孔 T618 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 130 鉆螺紋孔 Z5125A 常用，工作臺尺寸，機床電動機功率均合適 140 攻螺紋 絲錐 150 去毛刺 160 檢驗入庫 4.2刀具的選用 銑刀 鏜刀 鉆頭 類型 鑲齒端銑刀 單刃鏜刀 麻花鉆 材料 硬質合金 硬質合金 高速鋼 4.3量具的選用 銑平面采用的量具為游標卡尺 鏜孔采用的量具為塞規(guī)和游標卡尺 5加工余量、工序尺寸的確定 5.1確定加工余量的目的 為保證零件質量，一般要從毛坯上切除一層材料。合理的選擇加工余量，對保證零件的加工質量、提高生產率和降低成本都有很重要的意義。若余量確定的過小，則不能完全切除上道工序留在加工表面上的缺陷層和各種誤差，也不能補償本道工序加工時工件的裝夾誤差，影響零件的加工質量，造成廢品；余量確定的過大，不僅增加了機械加工量，降低了生產率，而且浪費原材料和能源，增加了機床與刀具的消耗，使加工成本升高。所以合理確定加工余量是一項很重要的工作。 5.2工序余量的選用原則 （1）為縮短加工時間，降低制造成本，應采用最小的加工余量 （2）加工余量應保證得到圖樣上規(guī)定的精度和表面粗糙度。 （3）要考慮零件熱處理時引起的變形 （4）要考慮所采用的加工方法、設備以及加工過程中零件的可能變形。 （5）要考慮被加工零件的尺寸，尺寸越大，加工余量越大。因為零件的尺寸增大后，由切削力、內應力等引起零件變形的可能性也增大。 （6）選擇加工余量時，還要考慮工序尺寸公差的選擇。因為公差決定加工余量的最大尺寸和最小尺寸。其工序公差不應超過經(jīng)濟加工精度的范圍。 （7）本道工序余量應大于上道工序留下的表面缺陷層厚度 （8）本道工序的余量必須大于上道工序的尺寸公差和幾何形狀公差。 5.3閥體零件的加工余量 根據(jù)機械制造技術基礎課程設計手冊表5-37——5-56確定孔、表面、螺紋的加工余量如下表： 加工工序 粗加工余量 精加工余量 下端面 1.5 1.0 上端面 1.5 1.0 后端面 1.5 1.0 前端面 1.5 1.0 1.5 1.2 0.8 1.2 0.8 1.5 1.0 1.5 1.0 1.2 6 切削用量、時間定額的計算 6.1切削用量的計算 根據(jù)加工余量來確定銑削背吃刀量。粗銑時，為提高切削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程銑完。半精銑時，背吃刀量一般為0.5～2mm；精銑時一般為0.1～1mm或更小。 6.1.1粗銑下端面的切削用量計算 （1）背吃刀量的確定 根據(jù)下端面的機械加工余量及粗銑時背吃刀量的確定原則，確定背吃刀量為1.5mm （2）進給量的確定 由表1.4《切削用量簡明手冊》，在粗銑鑄鐵、刀桿尺寸為16mm25mm、以及工件直徑為60～100mm時 f=0.6～1.2mm/r 所以選擇 f=1.0mm/r （3）銑削速度的計算 由表1.11《切削用量簡明手冊》，當用YG6硬質合金銑刀銑削166～181Mpa灰鑄鐵,,f1.0mm/r,切削速度υ1=80m/min。 切削速度的修正系數(shù)為（參見1.28《切削用量簡明手冊》），故 選擇 這時實際切削速度 6.1.2精銑下端面的切削用量的計算 （1）背吃刀量的確定 取。 （2）進給量的確定 精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。查表1.6《切削用量簡明手冊》，當表面粗糙度為6.3μm，，υ=96.5m/min時，f=0.3～0.35mm/r。 選擇f=0.3mm/r。 （3）銑削速度的計算 根據(jù)表1.11，當時， 切削速度的修正系數(shù)為1，故。 6.1.3鉆螺紋孔 （1）選擇高速鋼麻花鉆頭的切削用量 A、按加工要求決定進給量：當加工精度為IT12～IT13精度，時，。 由于，故應乘孔深修正系數(shù)，則 B、按鉆頭強度決定進給量；當，，鉆頭強度允許的進給量。 C、按機床進給機構強度決定進給量：當，機床進給機構允許的軸向力為8800N，進給量為0.53。 （2）選擇高速鋼麻花鉆頭的切削速度 由表2.15《切削用量手冊》，HBS=161～181MPa的灰鑄鐵，。 切削速度的修正系數(shù)為：，故 6.2時間定額的計算 6.2.1基本時間的計算 （1）粗銑上端面 式中mm,故 （2）精銑上端面 式中mm,故 上下端面相互對稱，所以所用的加工時間是相同的。 （3）粗銑后端面 式中mm,故 （4）精銑后端面 式中mm,故 6.2.2輔助時間的計算 輔助時間與基本時間之間的關系為=（0.15～0.2），取=0.15，則各工序的輔助時間分別為： 粗銑上端面的輔助時間：=0.150.20460=1.836s 精銑上端面的輔助時間：=0.150.12660=1.134s 粗銑后端面的輔助時間： 精銑后端面的輔助時間：=0.150.07260=0.648s 6.2.3其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于閥體的生產類型為大批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間是作業(yè)時間的2%～7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%～4%，均取為3%，則各工序的其他時間（+）可按關系式（3%+3%）（+）計算，它們分別為： 粗銑下端面的其他時間：+=6%（0.20460+1.836）=0.8445s 精銑下端面的其他時間：+=6%（0.12660+1.134）=0.5216s 粗銑后端面的輔助時間：+=6%(0.11760+1.053)=0.4822s 精銑后端面的其他時間：+=6%（0.07260+0.648）=0.298s 結論 閥體的加工工藝及夾具設計，主要是對閥體的加工工藝和夾具進行設計。閥體的加工工藝設計主要是確定加工工藝路線，機械加工余量和切削用量、基本工時的確定，夾具的設計主要是要設計出正確的定位夾緊機構。在本設計中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機構也能達到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設計中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達到的精度。在進行夾具設計時，因定位基準選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機構時由于機構的大小，尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產生翻轉。不過在指導老師的悉心認真的指導下，經(jīng)過2個月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機械加工工藝和夾具設計有關的知識有了更深的理解，增強了對本專業(yè)綜合知識運用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術的工作打下基礎。 參考文獻 [1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊。北京：機械工業(yè)出版社 2001.8 [2] 陸劍中，孫家寧，金屬切削原理與刀具。北京：機械工業(yè)出版社 2005.1 [3] 梁旭坤，焦建雄，機械制造基礎（公差，配合，材料熱加工分冊）。長沙：中南大學出版社 2006.6 [4] 王先逵，機械制造工藝學（第二版）。北京：機械工業(yè)出版社2006.1 [5] 李益民，機械制造工藝設計簡明手冊。北京：機械工業(yè)出版社 [6] 成大先，機械設計手冊。北京：化學工業(yè)出版社 2008.1 [7] 龔定安等主編，《機床夾具設計》，西安交通大學出版社 1999 [8] 數(shù)字化手冊編委會，《設計夾具設計手冊》，機械工業(yè)出版社 2009.2 [9] 于光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計。重慶：重慶大學出版社，1995.12 [10] 張世友，箱體類零件加工工藝分析。哈爾濱技師學院，哈爾濱，科技信息2010.2（17） [11] 王凡 宋建新主編，《實用機械制造工藝設計手冊》，機械工業(yè)出版社2008. 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Rapid Manufacturing Technology for Casting Mould， - 24 - 機械加工工藝過程卡片 機械加工工藝過程卡片 產品型號 　 零件圖號 KCSJ-8 　 　 產品名稱 閥體 零件名稱 閥體 共 1頁 第1 頁 材料牌號 HT250 鑄件 毛坯外形尺寸 　 毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 年 產 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時 準終 單件 I 銑面 銑?22H8孔的端面和?32H8孔的端面 機 銑床X52K 面銑刀，游標卡尺，專用夾具 　 　 II 鏜孔 鏜?36的孔 機 車床CA6140 內孔車刀，三爪卡盤，游標卡尺，專用夾具 　 　 III 粗鏜 粗鏜?22H8的孔和?32H8的孔 機 車床CA6140 車刀，三爪卡盤，游標卡尺，專用夾具 　 　 IV 精鏜 精鏜?22H8的孔和?32H8的孔，并倒角1.5×45° 機 車床CA6140 車刀，三爪卡盤，游標卡尺，專用夾具 　 　 V 銑面 銑?28H7孔的端面和M8螺孔的端面 機 銑床X52K 面銑刀，游標卡尺，專用夾具 　 　 VI 鏜孔 鏜?35的2處孔 機 車床CA6140 車刀，三爪卡盤，游標卡尺，專用夾具 　 　 VII 粗鏜 粗鏜?28H7孔 機 車床CA6140 車刀，三爪卡盤，游標卡尺，專用夾具 　 　 VIII 精鏜 粗鏜?28H7孔，并倒角1.5×45° 機 車床CA6140 車刀，三爪卡盤，游標卡尺，專用夾具 　 　 IX 鉆孔 鉆4個M6的螺孔底孔 機 鉆床Z525 麻花鉆，游標卡尺，專用夾具 　 　 X 攻絲 攻絲4個M6螺孔 機 鉆床Z525 絲錐，游標卡尺，專用夾具 　 　 XI 鉆孔 鉆2處M8螺孔底孔?6.7 機 鉆床Z525 麻花鉆，游標卡尺，專用夾具 　 　 XII 攻絲 M8螺孔攻絲 機 鉆床Z525 絲錐，游標卡尺，專用夾具 　 　 XIII 檢查 檢查 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 編制日期 審核日期 會簽日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 KCSJ-08 閥體 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 HT200鑄造 零件毛重 零件凈重 硬 度 HB220 設 備 型 號 設 備 名 稱 X52K 銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 15min 15min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 30 1 銑端面 T0101 面銑刀 L01 卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 第2章 銑面夾具設計 2.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來銑M8螺紋孔面，加工時除了要滿足粗糙度要求外， 由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產成本和降低勞動強度。 2.2 定位、夾緊方案的選擇 定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量。基準選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。 因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。圓臺外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 2.3切削力及夾緊力的計算 刀具：銑刀 D=50 面銑刀。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………2.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時 T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖4.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 2.4 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和和2個V型塊定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. （2）內外圓同軸度誤差（查表P297） 故，. 則. ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 2.5夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如下表： 表4.3 移動壓板參數(shù) 公稱直徑 L 6 45 20 8 6.6 7 M6 5 2.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設計夾具體時，必須考慮結構應便于排屑。此外，夾具體結構的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設計時也應加以考慮。 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 2.7 夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由度。此時雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 7