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機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒檔變速叉 零件名稱 倒檔變速叉 共 6 頁 第 1 頁 車間 工段 工序號 材料牌號 機加工 二 20 HT200 毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備牌號 同時加工件 立式銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數(shù) 公步工時 機動 輔助 1 銑厚42兩端平面 面銑刀，游標卡尺 360 30 0.4 1.5 1 0.13 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒檔變速叉 零件名稱 倒檔變速叉 共 6 頁 第 2 頁 車間 工段 工序號 材料牌號 機加工 二 30 HT200 毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備牌號 同時加工件 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數(shù) 公步工時 機動 輔助 1 鉆，擴，鉸Φ16孔 麻花鉆，游標卡尺 380 95.456 0.8 1.7 1 0.16 2 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒檔變速叉 零件名稱 倒檔變速叉 共 6 頁 第 3 頁 車間 工段 工序號 材料牌號 機加工 二 50 HT200 毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備牌號 同時加工件 立式銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數(shù) 公步工時 機動 輔助 1 精銑R34端面 面銑刀，游標卡尺 360 30 0.4 1.5 1 0.13 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒檔變速叉 零件名稱 倒檔變速叉 共 6 頁 第 4 頁 車間 工段 工序號 材料牌號 機加工 二 60 HT200 毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備牌號 同時加工件 車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數(shù) 公步工時 機動 輔助 1 車R23內(nèi)圓 面銑刀，卡規(guī) 210 26.8 1 2 1 0.17 2 3 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒檔變速叉 零件名稱 倒檔變速叉 共 6 頁 第 5 頁 車間 工段 工序號 材料牌號 機加工 二 70 HT200 毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備牌號 同時加工件 立式銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數(shù) 公步工時 機動 輔助 1 銑寬15mm的槽 面銑刀，游標卡尺 380 95.456 0.8 1.8 1 0.14 2 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒檔變速叉 零件名稱 倒檔變速叉 共 6 頁 第 6 頁 車間 工段 工序號 材料牌號 機加工 二 80 HT200 毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備牌號 同時加工件 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數(shù) 公步工時 機動 輔助 1 鉆M10螺紋底孔，攻絲M10 麻花鉆，游標卡尺 764.3 17 0.28 6 1 0.39 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒檔變速叉 零件名稱 倒檔變速叉 共 1 頁 第 1 頁 材 料 HT200 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯可制 件 數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備注 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 鑄造 鑄造 機 一 20 銑 銑厚42兩端平面 機 二 立式銑床X51 面銑刀，游標卡尺 30 鉆 鉆，擴，鉸Φ16孔 機 二 立式鉆床Z525 麻花鉆，游標卡尺 0.39 40 熱 淬火E表面和R34端面 機 二 50 銑 精銑R34端面 機 二 立式銑床X51 面銑刀，游標卡尺 0.05 60 車 車R23內(nèi)圓 機 二 車床CA6140 內(nèi)圓車刀，游標卡尺 1.885 70 銑 銑寬15mm的槽 機 二 立式銑床X51 面銑刀，游標卡尺 0.282 80 鉆 鉆M10螺紋底孔，攻絲M10 機 二 立式鉆床Z525 麻花鉆，游標卡尺 0.65 85 鉗 去毛刺 90 檢驗 檢驗入庫 分 類 號 密 級 寧 設計(論文) 倒擋變速叉的機械加工工藝及夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 摘 要 此次設計是對倒擋變速叉零件的加工工藝和夾具設計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具,并以操作簡單的手動夾緊方式夾緊，其機構設計簡單，方便且能滿足要求。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞 倒擋變速叉，加工工藝，專用夾具，設計 25 Abstract This design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation technological process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request. Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 序 言 1 第1章 零件的分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工藝分析 2 第2章 工藝規(guī)程的設計 4 2.1 確定毛坯的制造形式 4 2.2 基準的選擇 4 2.3制定工藝路線 5 2.4 倒擋變速叉的偏差計算 6 2.5 切削用量以及機床的確定 7 第3章 鉆厚42的端面夾具設計 14 3.1 機床夾具描述 14 3.2 研究原始質(zhì)料 15 3.3 定位基準選擇 15 3.4 切削力和夾緊力計算 16 3.5定位誤差的分析計算 16 3.6 設計與選用 17 3.7 零部件的選用 18 3.8 夾具操作步驟和可靠性預測 19 總結(jié)與展望 20 參考文獻 21 致 謝 23 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 倒檔倒擋變速叉工工藝規(guī)程及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行畢業(yè)設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給的是變速箱中的倒擋變速叉，它的主要作用是推動倒檔齒輪向輸入軸傳動齒輪移動并與之嚙合，使汽車實現(xiàn)倒行。再換倒檔時，撥叉將受到較大的沖擊。 1.2 零件的工藝分析 該撥叉為精密鑄件，鑄造表面光潔，平整，無裂痕，毛刺，分層，縮孔，縮松等鑄造缺陷。 從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，結(jié)構比較復雜，形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有16的孔表面粗糙度為Ra1.6um，斜腳面尺寸要求公差尺寸為自由公差，表面粗糙度為Ra3.2m并保證與16軸線的垂直度為0.10；R34面粗糙度為Ra3.2um，表面要求淬火處理，硬度要求為45~53HRC。通過分析該零件，其布局合理，雖結(jié)構復雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。 5個加工表面分別是： （1）厚42兩端平面; （2）加工φ16的孔內(nèi)表面； （3）撥叉兩端面，保證尺寸9±0.15； （4）鉆，擴，鉸螺紋孔； （5）加工R50圓弧槽 第2章 工藝規(guī)程的設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到倒擋變速叉運行時經(jīng)常需要掛檔倒車或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料的零件強度也能得到保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。 有上述工藝要求與資料，對毛坯初步設計如下: 1. Φ16mm的孔 由于16mm難以鑄造，在毛坯設計時，不宜設計底孔，因此毛坯采用實心鑄造，以確保毛坯成功率。 2.叉口側(cè)面 叉口兩側(cè)面粗糙度均為3.2，進行一次粗銑即可滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，毛坯的叉口厚度定為1.5mm。 3. 叉口內(nèi)圓面 粗糙度沒有要求，直接鑄出 2.2 基準的選擇 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝問題百出，更有甚者，造成生產(chǎn)無法進行。 1． 粗基準的選擇 對于零件而言，粗基準的選擇對于后面的精加工至關重要，從零件圖上看出，倒擋變速叉較不規(guī)則，所以粗基準不太容易選擇，為了保證Φ16孔的精度要求，選φ16孔下端面為粗基準。 2． 精基準的選擇 以φ16孔下端面為粗基準，加工φ16孔的上端面，然后以加工過的上端面為精基準加工φ16內(nèi)孔，從而保證加工精度。 2.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。 10 鑄造 鑄造 20 銑 銑厚42兩端平面 30 鉆 鉆，擴，鉸Φ16孔 40 熱 淬火E表面和R34端面 50 銑 精銑R34端面 60 車 車R23內(nèi)圓 70 銑 銑寬15mm的槽 80 鉆 鉆M10螺紋底孔，攻絲M10 85 鉗 去毛刺 90 檢驗 檢驗入庫 2.4 倒擋變速叉的偏差計算 ⑴ 倒擋變速叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表11～19。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取 精銑：由參考文獻[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。 ⑵ 小頭孔的偏差及加工余量計算 參照參考文獻[3]表2.2～2，2.2～25,2.3～13和參考文獻[15]表1～8，可以查得： 孔￠16： 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 ⑶．粗、精銑15槽 參照參考文獻[1]表21～5，得其槽邊雙邊粗加工余量2Z=2.0mm，槽深加工余量為1.0mm，再由參照參考文獻[1]表21～5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。 2.5 切削用量以及機床的確定 工序30：粗銑Φ24右端面 機床：立式銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕?jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序40：粗銑?24另外一側(cè)端面 機床：立式銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序50：鉆、擴、鉸孔￠16。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 （1）鉆孔 切屑用量： 取背吃刀量，由參考文獻[2]可查出，根據(jù)z525立式鉆床，取進給量，切屑速度：，，，則修正后的切屑速度，即 查參考文獻[2]表3.17，取， 故實際切屑速度為。 切屑用時： =10mm，，， 故，， ， （2）擴孔 切屑用量： 取背吃刀量，由參考文獻[2]可查出，根據(jù)z525立式鉆床，取進給量，切屑速度：，，，則修正后的切屑速度，即， 查參考文獻[2]表3.17，取， 故實際切屑速度為。 切屑用時： =10mm，，， 故，， ， （3）鉸孔 切屑用量： 取背吃刀量，由參考文獻[2]可查出，根據(jù)z525立式鉆床，取進給量，切屑速度：，，，則修正后的切屑速度，即， 查參考文獻[2]表3.17，取， 故實際切屑速度為。 切屑用時： =10mm，，，， 故，， ，。 工序60：銑叉口 機床：立式銑床X52K 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金鑲齒套面銑刀YT15. 銑刀壽命T=180min,D/Z=100/10,B=40 1) 削深度 2=10mm 所以有=5mm 2) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119得,進給量f=0.2~0.35mm/齒　　按機床行選取f=0.3mm/齒 3) 切削速度　　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=115min/s. 即V=6.9m/min 4) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 21.97r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與21.97r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為22.5r/min?，F(xiàn)選取=22.5r/min。 所以實際切削速度== 當=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為 =fZ=0.31022.5=67.5(mm/min)， 查機床說明書有=60(mm/min) 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t===1.5(min) t==0.75(min) 銑兩次的總時間為t=1.5+0.75=2.25min 工序110：粗磨叉口兩側(cè)面及凸臺面。 機床 M7130平面磨床 1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P 35040167 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x167 2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度 ＝18m/min 切削深度＝0.0157mm/st 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 3)切削工時 式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量 K---系數(shù) V---工作臺移動速度 --工作臺往返一次砂輪軸向進給量 --工作臺往返一次砂輪徑向進給量 ＝0.55(min) 工序160：精磨叉口兩側(cè)面。 機床 M7130平面磨床 1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P 35040167 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x167 2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度 ＝18m/min切削深度 ＝0.0157mm/st 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 3)切削工時 式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量 K---系數(shù) V---工作臺移動速度 --工作臺往返一次砂輪軸向進給量 --工作臺往返一次砂輪徑向進給量 ＝0.3(min) 工序130 ：鉆M10螺紋底孔,倒角 機床：鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,切削速度。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取。 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取。 加工基本時間： 工序140 ：攻絲M10 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用絲錐，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得絲錐鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 第3章 銑厚42端平面夾具設計 2.1 機床夾具概述 在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。 機床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。 3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。 X、連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置。 5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。 6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準確定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。 以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎組成部分。 機床的分類 機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。 按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具， 拼裝夾具。 按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。 按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。 工件的裝夾方法 工件裝夾的方法有兩種： 將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上 將工件裝夾在家具上 采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。 采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點： a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量 b、縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率 c、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)“一機多能” d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本 工件在夾具中的定位 （1）工件的定位的基本原理 1. 六點定則 用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點定位原則”，簡稱“六點定則”。 六點定則是工件定位的基本法則，用于實際生產(chǎn)時，起支承點作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。 2. 限制工件自由度與加工要求的關系 工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時要限制，有時可不限制，視具體情況而定。習慣上，工件的六個自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。 在工件定位時，以下情況允許不完全定位： a． 加工通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制。 b． 毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的角度自由度可不限制。 c． 加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。 2.2研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用銑厚42兩端平面,為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 2.3定位基準的選擇 由零件圖可知：選擇如下定位方式。 2.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 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： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 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)構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機構的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。 螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構的特點： （1）結(jié)構簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)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3.1. 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(jié)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 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： 由參考文獻[5]可得： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， 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 零、部件的設計與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。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，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 2.6 夾具操作步驟分析和可靠性預測 如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結(jié)構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換V型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 總結(jié)與展望 總結(jié)與展望 在本次設計中，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，通用性較強的標準件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加工。但也有不足之處：特別是對于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時，有可能會劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺可升可降，這樣，在刀具退出時，使定位立臺連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用夾具還有待改進。無論怎樣，這次的畢業(yè)設計使我獲益良多，是我在學校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會的第一步。 參考文獻 參考文獻 [1] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2004。 [2] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [3] 李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2000。 [6] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [7] 吳宗澤，機械設計實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2000。 [8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [9] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1984。 [10] 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 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