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1、鄭州雨辰學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） CA6140主軸箱箱體加工工藝及夾具設(shè)計 **大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 （雨）主軸箱箱體加工工藝及夾具設(shè)計（全套圖紙） 專業(yè)： 學(xué)號： 1334095854 姓名： 指導(dǎo)教師： 雨辰 完成日期： 摘要

2、 本設(shè)計通過對CA6140車床、車床主軸箱及其工作狀況的研究，分析了主軸箱箱體需要加工部位的尺寸以及主軸箱在工作時需要承受的載荷，從而確定了毛坯的制造形式、加工基面、機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸以及切削用量并且校驗了工序總工時，最終擬定了主軸箱箱體加工的工藝分析和工藝說明，并且對加工過程制定了技術(shù)要求和精度要求。再通過分析主軸箱箱體底孔、軸承孔的加工過程，然后進(jìn)行精度和誤差的分析計算，最終確定了夾具的結(jié)構(gòu)類型、工件的定位基準(zhǔn)、夾緊裝置、夾緊動力裝置、鏜模、襯套以及鏜模板，并且對夾具精度進(jìn)行分析計算，從而制定出夾具的設(shè)計方案。該工藝與夾具設(shè)計結(jié)果能應(yīng)用于生產(chǎn)要求。 關(guān)鍵詞：主軸箱 加工

3、工藝 定位 夾具 Abstract This design through to study the CA6140 lathe, lathe spindle box and working conditions , on the premise of guarantee the quality of parts processing, improve the productivity, reduce the production cost, is one of the main developmen

4、t direction of modern mechanical processing technology at home and abroad.Through the study of spindle box housing agencies and detail drawings as well as to the environmental awareness of the spindle box box, thus for the spindle box process analysis, process specification, and to develop technical

5、 requirement and accuracy requirement of nc machining process.Then the bottom hole, the processing of bearing hole of spindle box body is analyzed so as to make the precision and error analysis calculation, the fixture design plan finally.The process and fixture design results can be applied to prod

6、uction requirements. Keywords: principal axis processing technology Fixed position Tongs 目錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1車床的發(fā)展 1 1.2夾具的概述 1 1.2.1夾具的功能 1 1.2.2夾具的分類 1 1.2.3夾具的基本結(jié)構(gòu) 2 1.2.4夾具的發(fā)展 2 1.3本課題的研究內(nèi)容 3 1.4研究意義 3 2 主軸箱箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計 4 2.1引言 4 2.2主軸箱箱體的結(jié)構(gòu)特點 4 2.3確定毛坯的制造形式 5 2

7、.4基面的選擇 5 2.5確定工藝路線 6 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 2.7確定切削用量及工序總工時 8 2.7.1粗、精銑傳動箱體下平面 8 2.7.2粗、精銑左右端的側(cè)面 10 2.7.3粗、精鏜Φ62H12的孔 12 2.7.4粗、精鏜Φ80H12的孔 14 2.7.5在下平面鉆2-φ18 15 2.7.6加工6－φ10底孔 16 2.7.7鉆φ40孔 16 2.7.8鉆Φ20孔 18 2.8小結(jié) 18 3 CA6140主軸箱箱體專用夾具設(shè)計 19 3.1加工左端平面鏜孔及夾具設(shè)計 19 3.1.1夾具的重要性 19 3.1.2鏜床

8、夾具的結(jié)構(gòu)類型 19 3.2工件的定位與夾緊 20 3.2.1工件的定位基準(zhǔn) 20 3.2.2工件的夾緊及夾緊動力裝置 21 3.3夾具的設(shè)計 21 3.3.1夾緊力的確定原則及計算 21 3.3.2鏜套、襯套及鏜模板的選擇 22 3.3.3夾具精度分析 23 3.4夾具操作的簡要說明 23 3.5小結(jié) 23 4 結(jié)論與展望 24 4.1結(jié)論 24 4.2展望 24 致謝 25 參考文獻(xiàn) 26 V 1 緒論 1.1車床的發(fā)展 從古至今車床的發(fā)展經(jīng)歷了從弓車床時代，腳踏

9、車床時代，刀架車床時代，轉(zhuǎn)塔車床時代這樣一種由低等車床向高等車床發(fā)展的道路，直到20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨電機驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床才使得車床的功能不斷完善。得益于高速工具鋼的發(fā)明，液氣壓技術(shù)的不斷完善和電動機的應(yīng)用，時至今日車床終于達(dá)到了高速度和高精度的現(xiàn)代化水平。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)，精密機械與測量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機電液一體化的新型機床——數(shù)控車床。數(shù)控車床一經(jīng)使用就顯示出了它獨特的優(yōu)越性，使原來不能解決的許多問題，找到了科學(xué)的解決途徑，因此經(jīng)過半個世紀(jì)的快速發(fā)展，數(shù)控機床已是現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)的重要標(biāo)志之一，也成為未來機床發(fā)展的主要趨勢之一。CA6140臥式車床能

10、車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)體成型面和環(huán)形槽、端面及各種螺紋，還可以進(jìn)行鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲、套絲和滾花等因此在我國機械制造類工廠使用極為廣泛。 1.2夾具的概述 1.2.1夾具的功能 1）保證加工精度。工件通過機床夾具進(jìn)行安裝，包括了兩層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位；二是通過夾緊機構(gòu)使工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊。 2）提高生產(chǎn)率。使用夾具來安裝工件，可以減少劃線、找正、對刀等輔助時間，采用多件、多工位夾具，以及氣動、液壓動力夾緊裝置，可以進(jìn)一步減少輔助時間，提高生產(chǎn)率。 3）擴大機床的使用范圍。有些機床夾具實質(zhì)上是對機床進(jìn)行了部分改

11、造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在機床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進(jìn)行箱體零件的孔系加工。 4）減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。 1.2.2夾具的分類 按夾具的使用范圍來分，有下面五種類型： 1）通用夾具 例如車床上的卡盤，銑床上的平口鉗，分度頭，這些夾具通用性強，一般不需要調(diào)整就可適應(yīng)多種工件的安裝加工，在單小批量生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 2）專用夾具 用于某一特定工件特定工序的夾具成為專用夾具。專用夾具廣泛應(yīng)用于成批和大批量生產(chǎn)中。 3）可調(diào)整夾具和組成夾具 這一類夾具的特點是具有一定的可調(diào)性，或稱“柔性”。夾具中部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同工件的加工?？烧{(diào)

12、夾具一般適用于同類產(chǎn)品不同品種的生產(chǎn)，略做更換或調(diào)整就可用來安裝不同品種的工件。成組夾具適用于一組尺寸相似、架構(gòu)相似、工藝相似工件的安裝和加工，在多品種、中小批量生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用前景。 4）組合夾具 它是由一系列的標(biāo)準(zhǔn)化元件組裝而成，標(biāo)準(zhǔn)化元件有不同的形狀、尺寸和功能，其配合部分有良好的互換性和耐磨性。使用時，可根據(jù)被加工工件的結(jié)構(gòu)和工序要求，選用適當(dāng)元件進(jìn)行組合連接，形成專一夾具。它特別適合單件小批量生產(chǎn)中位置精度要求較高的工件加工。 5）隨行夾具 這是一類在自動線和柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。它既要完成工件的定位和夾緊，又要作為運載工具將工件在機床間進(jìn)行傳送。傳送到下一道工序的機床

13、之后，隨行機床應(yīng)能在機床上準(zhǔn)確地定位和可靠地夾緊。一條生產(chǎn)線上有許多隨行夾具，每個隨行夾具隨著工件經(jīng)歷生產(chǎn)線的全過程，然后卸下已加工的工件，裝上新的待加工工件，循環(huán)使用。 1.2.3夾具的基本結(jié)構(gòu) 按在夾具中的作用,組成夾具的元件，地位結(jié)構(gòu)特點夾具的基本結(jié)構(gòu)可以劃分為以下幾類: 1） 定位元件和定位裝置； 2）夾具體； 3）對刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對刀裝置及靠模裝置等)； 4）動力裝置； 5）夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機構(gòu))； 6）分度,對定裝置； 7）其它的元件以及裝置(包括夾具與各部分相互連接用的銷釘，緊固螺釘,各種鍵和手柄等)。 每個夾具都不一定

14、具備以上所說的所有裝置,如手動夾具就沒有動力裝置,性能一般的車床夾具不一定具有刀具導(dǎo)向元件和分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要安裝其它裝置,例如一些對生產(chǎn)條件要求較高的自動化夾具中必須有上下料裝置。 1.2.4夾具的發(fā)展 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這時夾具主要是作為單純輔助工具，使加工過程變得更加方便；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它的功用由以前單純的夾緊功用發(fā)展成為工件的定位和夾緊雙重功用。人們越來越意識到，夾具與操作人員改進(jìn)工作方式以及提高工作效率有著密切的聯(lián)系，所以對夾具越來越重視；第

15、三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床不可或缺的一部分，成為機械加工中重要的工藝裝備。由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高的要求，如快速、高效、安全等。夾具在國內(nèi)外也正在形成一個獨立的行業(yè)，因此針對夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等先進(jìn)的設(shè)計理念，既符合節(jié)約資源的原則，又符合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理，所以這是夾具今后發(fā)展的重要方向。 1.3本課題的研究內(nèi)容 此次設(shè)計的主要內(nèi)容是收集整理CA6140主軸箱箱體的加工工藝及夾具設(shè)計的資料，完成CA6140主軸箱箱體的加工工藝的工藝過程設(shè)計、定位裝置的設(shè)計、夾緊裝置的設(shè)計、對刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計、夾具體的設(shè)計。并上交CA6140主軸箱箱體的

16、零件圖，CA6140主軸箱箱體的機械加工工藝規(guī)程和CA6140主軸箱箱體工裝夾具設(shè)計的總裝配圖及其主要零件圖，并編寫CA6140主軸箱箱體加工工藝及夾具設(shè)計說明論文。 1.4研究意義 零件在工藝規(guī)程制定以后，就要按照工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。加工中除了需要機床、道具、量具之外，成批生產(chǎn)時還需要用到機床夾具。它們是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床或刀具獲得正確的位置關(guān)系。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具的設(shè)計和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一，機床夾具以成為機械加工中的重要裝備。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，機床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術(shù)

17、人員在技術(shù)革新中的一項重要任務(wù)。 16 鄭州雨辰學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） CA6140主軸箱箱體加工工藝及夾具設(shè)計 2 主軸箱箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1引言 工藝分析的目的主要有兩個： 一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工與裝配。 二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解，以便于制定出合理的工藝規(guī)程。 進(jìn)行工藝分析時應(yīng)該注意的事項： 1） 鑄件時為消除應(yīng)力必須要進(jìn)行時效處理的話有條件時應(yīng)在露天存放一年以上再加工。 2）

18、為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一。 3）鏜孔時，為了增加鏜桿的剛性，在可能的條件下應(yīng)盡量采用“支承鏜削”的方法以提高加工精度。對直徑較小的孔，應(yīng)采用鉆、擴、鉸等加工方法。為保證在同一軸上各孔的同軸度，可采用在已加工孔上，安裝導(dǎo)向套的方法再加工其它孔。 4）為提高孔的加工精度，應(yīng)將粗鏜、半精鏜，精鏜分開進(jìn)行。 5）孔的尺寸精度檢驗，應(yīng)使用內(nèi)徑千分尺或百分尺進(jìn)行測量。軸內(nèi)孔之間距離的測量可以通過測量孔與孔之間壁厚的方法進(jìn)行。 6）同一軸線上各孔的同軸度，可采用檢驗心軸的方法進(jìn)行檢驗。 7）各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)面的平行度，均應(yīng)通過檢驗心軸進(jìn)行測量。 CA6140

19、車床主軸箱箱體作為主傳動系的支承零件，各傳動軸間要求一定的位置精度，因此加工此箱體的主要任務(wù)是保證各孔系之間的相互位置精度。在此箱體的加工中保證各孔之間的正確位置是靠T68坐標(biāo)鏜床手動控制來完成的。為更好的保證加工質(zhì)量，單小批量生產(chǎn)也可采用組合夾具，加工批量較大時應(yīng)用專用鏜模加工。 2.2主軸箱箱體的結(jié)構(gòu)特點 箱體是機器和部件的基礎(chǔ)零件,由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體，并使之保持正確的相互位置，彼此能協(xié)調(diào)地運動。常見的箱體零件有：各種形式的機床主軸箱.減速箱和變速箱等。 各種箱體類零件由于功用不同,形狀結(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)上也存在著相同的特點： 1）尺寸較大

20、 箱體通常是機器中最大的零件之一,它是機器和部件的基礎(chǔ)零件由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運動。因為在生產(chǎn)當(dāng)中遇到的大部分機床無論是功率還是尺寸都比較大，所以主軸箱的尺寸也相對來說比較大如大型減速箱體長達(dá)6~7m,寬3~4m,重50~60噸,所以它是整個機器中最大的零件之一。 2）形狀復(fù)雜 箱體的復(fù)雜程度取決于安裝在箱體上的零件的數(shù)量及零件在空間中的相互位置，為了保證零件所承受的載荷與作用力能夠達(dá)到生產(chǎn)要求，并且又要確保在減小空間體積和減輕自身重量的前提下，箱體要達(dá)到足夠的強度和剛度，常在鑄造時減小箱體壁的厚度并且必要的地方加肋板、凸臺、凸

21、邊等結(jié)構(gòu)來滿足工藝與力的要求。 3）精度要求 在箱體的加工中總有若干個平面和孔的尺寸精度和相互位置精度要求很高，并且這些平面和孔的加工質(zhì)量將直接影響機器的裝配精度和位置精度，所以各部分的精度是否達(dá)到要求將會對機器的使用壽命和性能產(chǎn)生影響。 由于箱體有以上共特點，故機械加工勞動量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大，例如車床主軸箱箱體在鏜孔時，要如何保證位置度問題，就是是加工過程較困難的問題之一。 2.3確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝、生產(chǎn)費用、零件生產(chǎn)率，而且也與零件的機械加工工藝和質(zhì)量密切相關(guān)。因此選擇合適的毛坯具有重大的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)意義。 毛坯選擇時，應(yīng)考慮以下因素： 1

22、）零件的材料及機械性能要求； 2）零件的結(jié)構(gòu)形狀，外形尺寸； 3）生產(chǎn)類型，它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性； 4）要盡量充分利用新工藝、新材料、新技術(shù)并結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)條件進(jìn)行毛坯的選擇。 由于灰口鑄鐵具有較好的耐磨性，一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能并且具有其經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點，所以決定采用灰口鑄鐵。最常用的是HT200～400，當(dāng)載荷較大時，采用HT300～500高強鑄鐵。由于年產(chǎn)量為4000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造，以便于鑄造和簡化加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 毛坯鑄造時

23、，應(yīng)該防止砂眼、氣孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要箱體毛坯的化學(xué)成分和機械性能要求應(yīng)該能達(dá)到規(guī)定的要求。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生需要請咨詢學(xué)號數(shù)字企鵝的殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻，箱體澆鑄后應(yīng)安排時效或者退火工序。 2.4基面的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。定位基準(zhǔn)選擇的是否合適將會直接影響零件的加工質(zhì)量，如果定位基準(zhǔn)選擇不合適就會使加工工藝問題百出。 該箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均勻，剛性不好，并且加工精度要求較高，所以箱體主要加工表面要劃分為粗加工和精加工兩個階段，這樣可以最大程度上避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力、夾緊力和切削時產(chǎn)生的熱量對加工精度

24、的影響，有利于保證箱體的加工精度。 1）粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時，要保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并要注意盡快獲得精基準(zhǔn)面。對于本零件而言由于毛坯精度高，按照互為基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對肩臺進(jìn)行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準(zhǔn)，以限制z、z、y、y、五個自由度。再以一面定位消除x、向自由度，達(dá)到定位的目的。 2）精基準(zhǔn)的選擇 為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和尺寸精度，箱體類零件基準(zhǔn)選擇原則常用以下兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則和基準(zhǔn)重合原則。因為本主軸箱體采用大批量生產(chǎn)所以在生

25、產(chǎn)時采用基準(zhǔn)重合原則，可避免由于基準(zhǔn)變換而帶來的積累誤差，并且為了箱體的便于裝夾，所以采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準(zhǔn)。 2.5確定工藝路線 1劃分加工階段 零件的技術(shù)要求較高時，零件在機械加工時都應(yīng)該劃分加工階段，按工序性質(zhì)不同，可劃分如下幾個階段： 1）粗加工階段 此階段的主要任務(wù)是提高生產(chǎn)效率，切除零件表面被加工面上的大部分余量，使毛坯形狀和尺寸接近成品所能達(dá)到的尺寸和加工精度。 2）半精加工階段 此階段要減少主要需要請咨詢學(xué)號數(shù)字企鵝表面粗加工中留下的誤差，使加工表面達(dá)到一定精度并留有一定的加工余量，為精加工做好準(zhǔn)備。 3）精加工階段 切除少量加工余量，保證各主要

26、表面達(dá)到圖紙要求，所得表面質(zhì)量與精度都比較高。此階段的組要目的是全面保證加工質(zhì)量。 2安排加工順序 復(fù)雜工件的加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助程序，怎樣將這些工序合理的安排在一個加工順序中，生產(chǎn)中已經(jīng)總結(jié)出一些指導(dǎo)性的原則，先述如下。 1）先粗后精 各表面的加工順序按照先粗加工后精加工的順序進(jìn)行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量。 2）先主后次 零件的主要加工表面應(yīng)先加工，而次要表面可在主要表面加工到一定精度以后再進(jìn)行加工。 3）先面后孔 對于箱體類零件，平面輪廓尺寸比較大，選擇平面定位比較可靠，故應(yīng)先加工平面后加工孔。這樣不僅使后續(xù)的加工能夠獲得一個穩(wěn)定可

27、靠的平面作為定位基準(zhǔn)面，而且在平整的表面上加工孔也使得加工變得容易一些，有利于提高孔的加工精度。 4）先基準(zhǔn)后其他 作為精基準(zhǔn)的表面要首先加工出來，該箱體的加工和裝配大多以平面為基準(zhǔn)，按照加工順序安排的原則，采用先面后孔的加工順序。并且在加工孔系時應(yīng)遵循先主后次的原則，即先加工主要平面或孔系，這也符合切削加工順序的安排原則。 綜合以上加工階段和加工順序的分析，可以初步得出CA6140車床主軸箱箱體的加工工藝路線。 表2.1工藝路線方案 工序1 粗，精銑上平面至尺寸 工序2 粗，精銑下平面 工序3 粗，精銑左端平面 工序4 粗，精銑右端平面 工序5 粗，精銑前端平面

28、 工序6 粗，精銑后端平面 工序7 鉆箱體直徑18孔 工序8 鉆前端面各孔 工序9 鏜左平面各孔 工序10 鏜右平面各孔 工序11 鉗工去除銳邊毛剌 工序12 檢驗 該工藝路線采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工上、下兩平面，然后以上、下平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣即保證了，上、下兩平面的平行度要求的同時也為加工兩平面上各孔保證了垂直度要求，符合先加工面再鉆孔的原則。而且對于零件的尺寸精度也有很大程度的幫助。從提高效率和保證精度這兩個前提下，此方案比較合理。 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定

29、的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。 由于本設(shè)計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余 如果這時仍采用上述d>D的方式，則在加工這種較長的孔時，刀具的懸伸長度h必然很大，起碼應(yīng)大于L。由于需要請咨詢學(xué)號數(shù)字企鵝刀具懸伸長度大，所以刀具易引偏，嚴(yán)重時會使鏜桿與鏜套卡住，否則須增加鏜套長度，以保證足夠的導(dǎo)引剛度。但這樣將導(dǎo)致整個鏜套部分的結(jié)構(gòu)龐大。 圖3.1主軸箱夾具示意圖 1-支撐柱 2-壓板 3-M24螺帽 4-24墊圈 5-圓

30、柱螺旋彈簧 6-M42六角螺栓 7-定位塊 8-鏜模板 9-M12螺釘 10-鏜套 11-定位塊 12-M20螺栓 13-夾具體 3.2工件的定位與夾緊 3.2.1工件的定位基準(zhǔn) 在機械加工中，要保證工件的正確定位必須使機床、夾具、刀具和工件之間保持正確的相互位置關(guān)系。只有這樣才能加工出合格的零件，而正確的相互位置關(guān)系是通過工件在夾具中的定位、夾具在機床上的安裝和刀具相對于夾具的調(diào)整來實現(xiàn)的 由零件圖可知，被加工孔有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并被要求應(yīng)與頂面垂直。為了保證所鏜的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各支承孔的加工余量均勻。根

31、據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑箱體的下表面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選用箱體下平面作為定位基準(zhǔn)。 3.2.2工件的夾緊及夾緊動力裝置 夾緊裝置的組成：夾緊裝置將工件夾緊，使之占據(jù)正確的加工位置。夾緊裝置由動力裝置、夾緊元件，中間傳力機構(gòu)組成。 對夾緊過程的要求 1）夾緊過程不得破壞工件在夾具中占有的定位位置。 2）夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過大損傷工件表面。 3）架構(gòu)應(yīng)盡量簡單，便于機械制造和將來維修。 由于傳動箱體的生產(chǎn)量很大，采用手動夾

32、緊的夾具結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動力裝置采用手動夾緊。采用手動夾緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖。 3.3夾具的設(shè)計 3.3.1夾緊力的確定原則及計算 計算零件在加工過程中由于受切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計中所確定的夾緊方式進(jìn)行夾緊力的計算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此產(chǎn)生的摩擦力，以達(dá)到夾具小而精巧的目的。 夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)精度以及夾緊可靠性等都有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件

33、位移甚至脫落，從而破壞工件定位，影響加工精度，嚴(yán)重時將造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當(dāng)。 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運動的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù)K。 （3.1） ——計算出的理論夾緊力； ——實際夾緊力； ——安全系數(shù)，通常k=1.5~3.當(dāng)用于粗加工時，k=2.5~3,用于精加工時k=1.5~2. 這里應(yīng)注意三個問

34、題： 1）切削力在加工過程中往往方向、大小在變化，在計算中應(yīng)按最不利的加工條件下求得的切削力或切削合力計算。如圖3-1所示切削方向進(jìn)行靜力平衡，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)即為實際夾緊力，圖中W為夾緊力，N1、N1`…為鏜孔各方向鏜削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力將使夾緊力變大，在列靜平衡方程式時，我們應(yīng)在不利的加工條件下選取切削力為N1時求夾緊力。即 圖3-1 2）在分析受力時，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個方程，然后求出所需的夾緊力。如圖所示垂直方向平衡式為 W=1.5KN；水平方向可以列出：，f 為工件與定位件

35、間的摩擦系數(shù)，一般0.15,即W=10KN；對o點取矩可得式（3.1） 比較上面三種情況，選最大值，既W=10KN。 3）上述僅是粗略計算，可作大致參考。由于實際加工中切削力是一個變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動等因素影響，計算切削力大小的公式也與實際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計算而得到。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定實際生產(chǎn)經(jīng)驗而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關(guān)鍵性的重要夾具，則往往還需要通過實驗的方法來確定所需夾緊力。 3.3.2鏜套、襯套及鏜模板的選擇 本夾具主要用來鏜左端平面，這個工藝孔有尺寸精度要求，表面粗糙度要求，表面粗糙度為，與頂面垂直。并用

36、于以后各面各孔加工中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序為第一道工序，加工到本道工序時只完成了箱體上表面的粗、精銑。因此在本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 工藝孔的加工需粗、精鏜切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套以減少更換鉆套的輔助時間。鉆模板選用固定式鉆模板，工件底面及側(cè)面分別靠在夾具支架的定位塊，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊。 夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)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。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖。 3.3.3夾具精度分析

37、 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計算。 由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計。本道工序加工中主要保證工藝孔尺寸Φmm及表面粗糙度。本道工序最后采用精鏜加工，選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金鏜刀，直徑為Φmm，并采用鏜套，鏜刀導(dǎo)套孔徑為該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實體要求。 工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步粗鏜精滿足。 影響兩工藝孔位置度的因素有： （1）鏜模

38、板上裝襯套孔的尺寸公差： （2）兩襯套的同軸度公差： （3）襯套與鉆套配合的最大間隙： （4）鉆套的同軸度公差： （5）鏜套與鏜刀配合的最大間隙： 所以能滿足加工要求。 3.4夾具操作的簡要說明 裝卸工件時，先將工件放在定位塊上；用壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊；然后加工工件。當(dāng)工件加工完后，將帶光面壓塊的壓緊螺釘松開，取出工件。 3.5小結(jié) 對專用夾具的設(shè)計，可以了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能。本夾具設(shè)計可以反應(yīng)夾具設(shè)計時應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強度、結(jié)構(gòu)工藝

39、性等問題。 4 結(jié)論與展望 4.1結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計通過對車床主軸箱及其工作狀況的研究，分析了主軸箱箱體需要加工部位的尺寸以及主軸箱在工作時需要承受的載荷，從而確定了毛坯的制造形式、加工基面、機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸。再通過分析主軸箱箱體底孔、軸承孔的加工過程，然后進(jìn)行精度和誤差的分析計算，最終確定了夾具的結(jié)構(gòu)類型、工件的定位基準(zhǔn)、夾緊裝置、夾緊動力裝置、鏜模、襯套以及鏜模板。本課題所完成的主要內(nèi)容如下： （1）在學(xué)習(xí)國內(nèi)外工藝的基礎(chǔ)上，對工藝進(jìn)行了總體規(guī)劃和設(shè)計。 （2）對零件加工工藝和夾具設(shè)計方案進(jìn)行了制定，并實現(xiàn)了對零件的加工。 （3）為了便于對

40、零件的加工，需要對零件的結(jié)構(gòu)和加工的位置有透徹的認(rèn)識，同時也應(yīng)該熟練操作車、銑、鏜、鉆床，了解各機床的加工方法和各機床的加工精度，同時經(jīng)過考慮時效和經(jīng)濟(jì)因素設(shè)計出完美的加工方案，幫助零件加工方便。 箱體加工工序和夾具設(shè)計的制定均按照機械設(shè)計課程的步驟并結(jié)合工廠的實際生產(chǎn)經(jīng)驗進(jìn)行，又通過查閱圖書館資料，和相關(guān)產(chǎn)品信息，使得內(nèi)容更加嚴(yán)謹(jǐn)充實。 4.2展望 盡管本設(shè)計已經(jīng)實現(xiàn)了對車、銑、鉆加工程序的應(yīng)用，但由于工藝及加具本來就比較復(fù)雜，設(shè)計中出現(xiàn)些小問題是需要改正的主要體現(xiàn)在以下幾方面： （1） 本此設(shè)計主要體現(xiàn)在工藝設(shè)計和工裝夾具的設(shè)計，沒有考慮到切削參數(shù)、切削力、切削振動、切削熱、工件和

41、刀具材料及其它物理因素，只對加工工藝路線和工藝規(guī)程做出了設(shè)計。因此，與實際加工還有一定的差距。 （2）本次設(shè)計主要是考慮工藝的規(guī)程，因此在夾具的定位裝置設(shè)計方面還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)。 （3）本次工藝設(shè)計沒做仿真，因此不能清晰的了解加工的過程為設(shè)計的工藝找出缺點。 致謝 本畢業(yè)設(shè)計是在琚老師和王老師的指導(dǎo)下完成的。在此衷心感謝琚老師和王老師的悉心指導(dǎo)以及在學(xué)習(xí)上給予的關(guān)心和幫助。琚老師和王老師以其淵博的學(xué)識、創(chuàng)造性的思維方式、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹卧诒敬握撐娜讏D紙和論文咨詢企鵝壹叁叁肆零玖伍捌伍肆的寫作過程中得到許多同學(xué)的幫助，同時也向我提出了許多的寶貴意見，在此也表示衷心的感謝。學(xué)風(fēng)范、

42、高度的責(zé)任感使我在學(xué)術(shù)上受益匪淺，更重要的是兩位老師言傳身教，以其高尚的人格和坦蕩寬廣的胸懷教會了我做人的道理。在此畢業(yè)設(shè)計完成之際，瑾向琚愛云老師和王東霞老師表示最衷心的感謝，并致以崇高的敬意！ 在本課題的研究和設(shè)計過程中，得到了學(xué)長們的無私幫助，在此對他們表示衷心的感謝。在設(shè)計工作中，得到了機電工程學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和任課老師的幫助與支持，在此表示衷心感謝。 最后，深深地感謝父母和家人多年來的支持、理解和關(guān)心。 參考文獻(xiàn) [1] 周廣彪，曲國麗，洪愛軍.鏜床小直徑深孔加工工藝方法研究[J].機械工程師，2010(7):6-8. [2] 孫己德，機床夾具圖冊[

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