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XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計論文
1P52QFMI曲軸箱蓋加工工藝規(guī)程設(shè)計及鉆孔12-M8夾具設(shè)計
35
中文摘要
要設(shè)計此零件的加工工藝，首先是零件的分析；其次是確定毛坯的制造形式以及制訂工藝路線，翻閱《切削余量手冊》，確定機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸、切削用量及基本工時的確定。專用夾具的設(shè)計，首先要想好設(shè)計方案，找準(zhǔn)定位面及各個定位元件所限制的自由度。翻閱《夾具設(shè)計手冊》及《機械制造工藝手冊》確定各個夾具體零件的具體尺寸。
關(guān)鍵詞：工藝 夾具 夾緊 定位
ABSTRACT
To design parts of this processing, the first parts of the analysis; secondly, to determine the blank forms and the development of manufacturing process line, read "Cutting cushion manual," setting machinery allowance, processes size, rough size, cutting parameters and the basic hours of work identified. Special fixture design, the design must first consider good programs, pinpoint positioning face and positioning components of the various restrictions of freedom. Read "Fixture Design Manual" and "Machinery Manufacturing Technology Handbook" establish specific folder size of the specific components.
Keywords : Process Fixture Synchronizing Location
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1定位裝置 1
1.2夾緊裝置 1
1.3對刀－引導(dǎo)裝置 1
1.4其他元件及裝置 1
1.5夾具體 1
第2章 零件的分析 2
2.1零件的作用 2
2.2 零件的工藝分析 2
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 4
3.1確定毛坯的制造形式 4
3.2基面的選擇 4
3.3基準(zhǔn)的選擇 4
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 5
3.4 制訂工藝路線 5
第4章 曲軸箱蓋工藝過程 6
第5章 確定切削和用量及基本工時 8
第6章 鉆12-M8孔螺紋底孔夾具設(shè)計 17
6.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 17
6.2 夾具的導(dǎo)向 18
6.3 切削力及夾緊力的計算 19
6.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 22
6.5 鉆模板 23
6.6定位誤差的分析 23
6.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 24
6.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 26
6.9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 28
第7章 銑上端平面床夾具的設(shè)計 29
7.1 問題的提出 29
7.2 定位基準(zhǔn)的選擇 29
7.3切削力及夾緊力的計算 29
7.4 定位誤差分析 29
7.5 夾具體槽形與對刀裝置設(shè)計 30
7.6 夾具體的設(shè)計 30
7.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明 31
結(jié)論 32
參考文獻 33
致謝 34
第1章 緒 論
機床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工位置，提高加工效率，以減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性性。因此，機床夾具在機械制造中占有重要的地位。而專用夾具是指專為某一工件的某一道工序的加工而專門設(shè)計的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
專用夾具由定位裝置、夾緊裝置、對刀－引導(dǎo)裝置、其他元件及裝置、夾具體。
1.1定位裝置
這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時相對于刀具及切削成形運動處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。
1.2夾緊裝置
它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時防止或減小振動。它通常是一種機構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動裝置（如杠桿、螺紋傳動副、斜楔，凸輪等）以及動力裝置（如氣缸、油缸）等。
1.3對刀－引導(dǎo)裝置
它的作用是確定夾具相對于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進行加工，如對刀塊、鉆套、鏜套等。
1.4其他元件及裝置
如定位件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。
1.5夾具體
用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，并與機床有關(guān)
部位連接，以確定夾具相對于機床的裝置。
就我而言，我希望能通過這次做畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。由于能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。
第2章 零件的分析
2.1零件的作用
曲軸箱蓋和箱體是一個整體，它將有關(guān)零件（軸、套、齒輪）連接在一起，保證它們之間有正確的相對位置關(guān)系，使它們能按一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)的運動。因此，箱蓋的加工質(zhì)量對機械精度、性能和使用壽命都有直接關(guān)系。
2.2 零件的工藝分析
曲軸箱蓋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、加工面多、技術(shù)要求高、機械加工的勞動量大。因此箱蓋結(jié)構(gòu)工藝性對保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。
曲軸箱蓋幾個加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：
尺寸300兩平面要保證一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。
箱蓋底面與側(cè)端面都有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。
鉆2-φ100與底平面有一定的角度要求度公差為0.05mm；且有一定的位置要求。
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1確定毛坯的制造形式
箱蓋零件材料為HT200，考慮到零件的材料是鑄鐵，形狀比較復(fù)雜，所以選用砂型鑄造。
3.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面的選擇是正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
3.3基準(zhǔn)的選擇
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）。
由于此零件的精度要求較高，每個面都需要加工，按照粗基準(zhǔn)選擇原則：以要求加工余量均勻的重要加工表面作為粗基準(zhǔn)，所以選擇該零件上的平面為粗基準(zhǔn)。
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。在加工2-φ100、鏜結(jié)合面φ100孔時，用底面和底面孔φ16作為精基準(zhǔn)，這樣，符合“基準(zhǔn)重合”的原則，可以避免定位誤差。
3.4 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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此以外，還應(yīng)考慮選擇經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
第4章 曲軸箱蓋工藝過程
零件機械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內(nèi)容包括確定定位基準(zhǔn)、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個加工工藝過程中各個工序的內(nèi)容、確定各個工序所采用機床設(shè)備和工藝裝備等。設(shè)計時應(yīng)同時考慮幾個方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。根據(jù)曲軸箱蓋零件為中批生產(chǎn)，所以采用通用機床，并配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為砂型機械造型，并經(jīng)人工時效處理消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善工件的可切削性。先確定工藝路線如下：
方案一
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鑄件
2
熱處理
時效處理
3
銑
銑底面，保證尺寸18mm
4
鉆
鉆斜面2-φ100孔端孔12-M8孔
5
銑
銑兩側(cè)面，保證尺寸296mm
6
鏜
鏜φ100孔
7
鉆
鉆底平面12-φ16
8
鉆
鉆底平面各孔及攻絲，保證各尺寸要求
10
銑
銑2-φ100孔端面，保證尺寸28mm及45度
11
鉆
鉆結(jié)合面φ100孔端孔6-M8孔
12
銑
銑上端平面保證尺寸230mm
13
鏜
鏜結(jié)合面φ100孔
14
去毛刺
去除銳毛剌
15
終檢
對零件各尺寸進行完工檢測
16
防銹
用毛刷沾防銹油為零件防銹
17
入庫
按照倉庫標(biāo)識進行擺放
方案二
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鑄件
2
熱處理
時效處理
3
銑
銑底面，保證尺寸18mm
4
銑
銑2-φ100孔端面，保證尺寸28mm及45度
5
銑
銑兩側(cè)面，保證尺寸296mm
6
銑
銑上端平面保證尺寸230mm
7
鉆
鉆底平面12-φ16
8
鉆
鉆底平面各孔及攻絲，保證各尺寸要求
10
鉆
鉆斜面2-φ100孔端孔12-M8孔
11
鉆
鉆結(jié)合面φ100孔端孔6-M8孔
12
鏜
鏜φ100孔
13
鏜
鏜結(jié)合面φ100孔
14
去毛刺
去除銳毛剌
15
終檢
對零件各尺寸進行完工檢測
16
防銹
用毛刷沾防銹油為零件防銹
17
入庫
按照倉庫標(biāo)識進行擺放
工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是，面和孔加工順序比較混亂；方案二則與一有所不同，采用先面后孔的原則，先加工面再以面為基準(zhǔn)加工孔；兩者比較可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；但方案二也有不合適的地方，面可以一起加工減少裝夾次數(shù)及夾具設(shè)計，因此可以合為一道工序，從上述分析可知，采用方案二比較合理。
第5章 確定切削和用量及基本工時
工序：粗銑上端平面，同時檢驗機床功率。
加工材料——HT200，200HBS鑄件
加工要求——用標(biāo)準(zhǔn)錐齒圓柱銑刀粗銑，加工余量h=3,用乳化液冷卻。機床X52K
1.選擇刀具
1)銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意選取，《切削用量簡明手冊》表3.1可作為參考，根據(jù)表3.1,銑削寬度ae<5mm時，直徑為d0＝80mm,ap≤70mm. (由于高速剛圓柱銑刀最大銑削深度為小于100,本工序的銑削深度為138,所以分兩次銑削)由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)為Z=6(表3.9)； (2)銑刀幾何形狀（表3.2）：ra=15°,a0=12°。
2．選擇切削用量
(1)決定銑削寬度ae,由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則ae=h=3mm.
(2)決定每齒進給量fz 根據(jù)銑床說明書，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根
據(jù)表3.3,fz=0.20～0.30mm/z,現(xiàn)取Fz=0.30mm/z
(3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，根據(jù)表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.6mm,
鑲齒銑刀(do=80mm),刀具壽命T＝180min,(表3.8)；
(4)決定切削速度vc和每分鐘進給量vr 切削速度vc可根據(jù)表3.27中的公式計算，也
可直接由表中查出。根據(jù)表3.9,當(dāng)do=80mm時，z=6,ap= 41～130mm,,ae=3mm,fz≤0.2～
0.3mm時,vc=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min。
各修正系數(shù)為：kmv=kmn=kmvf=1.0
Kbv=kbn=kvb=0.8～0.85，取0.8
故： vc=vikv=18×1.0×0.8＝14.4m/min
n=nikn=72×1.0×0.8＝57.6r/min
vi=vrikv=91×1.0×0.8＝72.8mm/min
根據(jù)X52K機床說明書，選擇nc=60r/min,vfc=75mm/min 因此，切削速度和每齒進給量為：
vc=∏d0nc/1000=3.14×80×60÷1000＝15m/min
fxc=vfc/ncz=75/(60×6)mm/z=0.21mm/z
(5)檢驗機床功率根據(jù)表3.28,當(dāng),ap=41～130mm,,ae=3mm,fz≤0.2～0.3mm時,vi=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min時，Pct=1.1kw.
切削功率的修正系數(shù)kmpo=1.故實際的切削功率為：
Pcc=pct=1.1kw
根據(jù)X52K型銑床說明書，機床主軸允許的功率為：
Pcm＝7.5×0.75kw=5.63kw
故pcc
F
所以,時工件不會轉(zhuǎn)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：
該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。
6.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類型和特點:
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當(dāng)對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。
圖4.3
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設(shè)計中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
6.5 鉆模板
在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
6.6定位誤差的分析
夾具安裝誤差
因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟⒎侄妊b置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
5) 加工方法誤差
因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設(shè)
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為
或
當(dāng)時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
6.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
11
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT150
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT150
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
110
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
6.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設(shè)計的基本要求
（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯
夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。
（4）應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
6.9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。
第7章 銑上端平面床夾具的設(shè)計
本夾具將用于X52K銑床。刀具為硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀，直徑選用d=80mm。
7.1 問題的提出
利用本夾具主要用來銑上端面，由于是銑面，其要求比較低，但為了保證零件的厚度，故主要用與背面相對的前面作為定位基準(zhǔn)，定位元件為支承釘。由于是銑加工，在保證加工要求的前提下盡量提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。
7.2 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，底面相對于其前面有一定厚度要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為與背面相對的前面，在其底面用壓緊螺釘對其進行壓緊。
7.3切削力及夾緊力的計算
刀具：硬質(zhì)合金鑲恥三面刃銑刀，d=80mm,Z=10
實際所需夾緊力Wk=Wk
--實際所需夾緊力
K--安全系數(shù)，安全系數(shù)計算公式如下：
==
故取
--考慮工件材料及加工雨余量均勻性的基本安全系數(shù)
--加工性質(zhì)
--刀具鈍化程度
--切削特點
--夾緊力的穩(wěn)定性
--手動夾緊時的手柄位置
--僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時工件與支承面接觸情況
7.4 定位誤差分析
定位元件尺寸及公差確定。夾具主要定位元件是支承釘，該支承釘用于支撐未加工表面，即粗基準(zhǔn)，加工要求不高。
7.5 夾具體槽形與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能地布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的負(fù)荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)參考文獻定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖所示
。
定向鍵
根據(jù)參考文獻夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖所示
U型槽
對刀裝置由對刀塊來實現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本道工序是完成小端面粗銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB2240—1991直角對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示。
7.6 夾具體的設(shè)計
夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及上述各主要元件連成一個整體，這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。
7.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明
本夾具用于銑床上加工上端平面，工件以與此相平行的前面作為定位基準(zhǔn)，用支承釘定位，采用活動手柄壓緊螺釘對工件進行夾緊。當(dāng)加工完成時，可擰松壓緊螺釘，取下工件。
結(jié)論
通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對零件制造過程、加工工藝和夾具設(shè)計都有了更進一步的認(rèn)識，也加深了對大學(xué)四年中所學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和理解。畢業(yè)設(shè)計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設(shè)計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計時就必須考慮所設(shè)計的機構(gòu)是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)會了從實際出發(fā)加工零件和設(shè)計夾具。
在本次設(shè)計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加工。本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鉆等工序。在夾具設(shè)計中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在設(shè)計過程中計算了刀具的切削力、夾具的夾緊力等，最后再通過autoCAD進行零件圖和裝配圖的繪制。整個設(shè)計過程將我以前學(xué)過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，鞏固了所學(xué)知識，提高了我的學(xué)習(xí)能力。在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達到了要求。但是也有存在一些不足之處：
（1）對工藝規(guī)程相關(guān)知識了解欠缺，許多知識學(xué)習(xí)不到位；
（2）在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。
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［14］ Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.
致謝
經(jīng)過幾個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為學(xué)生，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里首先要感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師XX老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是XX老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩X老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
其次還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。