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機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 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 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 容 工 藝 裝 備 主軸轉速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數 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 產品型號 零件圖號 產品名稱 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 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 容 工 藝 裝 備 主軸轉速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數 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 產品型號 零件圖號 產品名稱 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 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 容 工 藝 裝 備 主軸轉速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數 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 產品型號 零件圖號 產品名稱 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 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 容 工 藝 裝 備 主軸轉速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數 公步工時 機動 輔助 1 車R23內圓 面銑刀，卡規(guī) 210 26.8 1 2 1 0.17 2 3 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 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 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 容 工 藝 裝 備 主軸轉速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數 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 產品型號 零件圖號 產品名稱 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 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 容 工 藝 裝 備 主軸轉速/ r/min 切削速度/ m/min 進給量 mm/r 切削深度 mm 進給次數 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 產品型號 零件圖號 產品名稱 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 1 每 臺 件 數 1 備注 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 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內圓 機 二 車床CA6140 內圓車刀，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生的定位誤差，分析夾具結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 24 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 4 第1章 零件的分析 5 1.1 零件的作用 5 1.2 零件的工藝分析 5 第2章 工藝規(guī)程的設計 7 2.1 確定毛坯的制造形式 7 2.2 基準的選擇 7 2.3制定工藝路線 8 2.4 倒擋變速叉的偏差計算 9 2.5 切削用量以及機床的確定 10 第3章 銑窩15×17±0.2手動夾具設計 17 3.1 問題的提出 17 3.2 定位基準的選擇 17 3.3切削力及夾緊力的計算 18 3.4定位誤差的分析 20 3.5定向鍵與對刀裝置設計 22 3.6確定夾具體結構尺寸和總體結構 23 3.7夾具設計及操作的簡要說明 24 總 結 25 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品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(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，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，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，結構比較復雜，形位精度要求不算高。為大批量生產的鑄件。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常需要掛檔倒車或輔助轉向，因此零件在工作過程中經常受到沖擊性載荷，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，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.叉口側面 叉口兩側面粗糙度均為3.2，進行一次粗銑即可滿足光潔度要求。根據資料可知，毛坯的叉口厚度定為1.5mm。 3. 叉口內圓面 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，他對零件的生產是非常重要的?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高，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，在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，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率。除此之外還應當考慮經濟效果，以便生產成本盡量降低。 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：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數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：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取：根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 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另外一側端面 機床：立式銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數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：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取：根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 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《機械加工工藝手冊》表10-64選用硬質合金鑲齒套面銑刀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《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相近的機床轉速為22.5r/min?，F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 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 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：根據參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據參考文獻[3]表查得：進給量,切削速度。 機床主軸轉速： ， 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《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《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 銑窩15×17±0.2手動夾具設計 3.1 問題的提出 本夾具要用于銑窩15×17±0.2夾具精度等級為IT12級，粗糙度為12.5。本道工序只精銑一下即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應首先考慮保證加工對接平面的各加工精度，如何提高生產效率，降低勞動強度。 3.2 定位基準的選擇 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。φ16孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ16孔和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以已加工好的二個孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺旋壓板夾緊機構作為夾緊機構。 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 由零件圖可知：在對進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、和側面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，2面用擋銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 分析比較上面二種方案：方案Ⅱ中的定位是不正確的，擋銷的位置是固定，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。 通過比較分析只有方案Ⅰ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。 3.3切削力及夾緊力的計算 刀具：立銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數： 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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值，即： 安全系數K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數： 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。 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，FJ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，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現的，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生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，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，通過螺栓夾緊移動壓板，實現對工件的夾緊。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，實現定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現工件的定心，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可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構， 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。 3.4定位誤差的分析 該夾具以一個平面和2個定位銷定位，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。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當以任意邊接觸時 通過分析可得： 因此：當以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 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。 3.5定向鍵與對刀裝置設計 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。 根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結構尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數據表 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 25 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.023 7 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成后加工，所以選用對刀塊。 塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 3.6確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當的精度和尺寸穩(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，應有適當的尺寸精度和形狀精度，它們之間應有適當的位置精度。 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。 3.7夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構。 總 結 經過差不多一個學期的緊張的設計，在指導老師及其他老師的幫助下，通過查閱大量的資料，參觀工廠的設備，認真地進行了這次設計。通過這次設計，使我對工藝路線的制定和工藝規(guī)程的安排以及工裝的選擇和設計有了更深刻的了解和掌握。也使我對于一個工藝員所從事的工作有了深層次體會，培養(yǎng)了實際工作能力，特別是分析問題和解決問題的能力，可以說這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師XX老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設計。