撥叉的銑Ф25孔上端面專用夾具設計及加工工藝裝備含4張CAD圖,25,上端,專用,夾具,設計,加工,工藝,裝備,設備,cad 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 40 銑削 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 250x60x60 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 2 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 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/min mm 機動 輔助 1 以Ф25mm的下表面為精基準， 粗銑Ф25mm孔上表面，粗銑Ф50mm孔的上表面，保證其粗糙度 W18Cr4V硬質合金端銑刀，專用夾具，游標卡尺 250 118 0.18 4 1 0.81 0.25 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 2020.07.12 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 250x60x60 每毛坯件數 2 每 臺 件 數 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 鑄造 鑄造毛坯 20 熱處理 時效熱處理，去除應力 30 銑削 粗銑Ф25mm的孔下表面，粗銑Ф50mm的孔下表面， 保證其粗糙度 機加工 二 X52K立式銑床 W18Cr4V硬質合金端銑刀,專用夾具，游標卡尺 40 銑削 以Ф25mm的下表面為精基準， 粗銑Ф25mm孔上表面，粗銑Ф50mm孔的上表面，保證其粗糙度 機加工 二 X52K立式銑床 W18Cr4V硬質合金端銑刀,專用夾具，游標卡尺 50 鉆孔 以Ф25mm的下表面為精基準， 鉆、擴、鉸、精鉸Ф25mm的孔，保證其內表面粗糙度為3.2um，并進行孔口倒角 機加工 二 Z525型立式鉆床 高速鋼麻花鉆頭，高速鋼擴孔鉆 高速鋼鉸刀，專用夾具，游標卡尺 60 鏜孔 以Ф25mm孔的下表面為精基準，粗、半精鏜Ф50mm的孔，保證其內表面粗糙度為3.2 um，并進行孔口倒角 機加工 二 CA6140臥式車床 YG6的硬質合金刀,專用夾具，游標卡尺 70 銑削 銑斷（將毛坯一分為二） 機加工 二 X52K立式銑床 高速鋼細齒圓鋸片刀,專用夾具，游標卡尺 80 銑削 粗銑B向凸臺面，保證其粗糙度為25 um 機加工 二 X52K立式銑床 W18Cr4V硬質合金端銑刀,專用夾具，游標卡尺 90 鉆孔 以Ф25mm的孔為精基準，鉆Ф8 mm的孔 機加工 二 Z525立式鉆床 高速鋼麻花鉆,專用夾具，游標卡尺 100 鉗工 去毛刺 110 檢驗 檢驗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 任 務 書 一、設計題目:撥叉機械加工工藝規(guī)程及銑端面工序的專用夾具設計 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產類型:（中批或大批大量生產） 三、上交材料 1．所加工的零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機械加工工藝過程卡片 1套 4．編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內容。（約5000-8000字） 1份 四、進度安排 本課程設計要求在3周內完成。 1．第l～2天查資料，繪制零件圖。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。 7．第19天～21天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯 五、指導教師評語 該生設計的過程中表現 較好 ，設計內容反映的基本概念及計算 合理 ，設計方案 合理 ，圖紙表達 合理 ，說明書撰寫 較好 ，答辯表現 較好 。 摘　要 本文是對撥叉零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。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。 關鍵詞:工藝;工序;切削用量;夾緊;定位;誤差。 Abstract This?paper?is?to?the?fork?parts?processing?application?and?processing?technology?analysis,?mainly?including?the?analysis?of?parts?drawing,? blank?selection,?parts?of?the?assembly,?the?formulation?of?the?process? route,?the?choice?of?cutting?tools,?the?determination?of?cutting?parameters,the?filling?of?the?processing?technology?documents.?Select?the?correct? processing?method?and?design?the?reasonable?processing?process.This? design?also?wants?to?cultivate?oneself?self-study?and?innovation?ability.? Therefore,?this?design?is?comprehensive?and?practical,?involving?a?wide? range?of?knowledge.?So?in?the?design?should?pay?attention?to?the?basic? concept,?basic?theory,?but?also?pay?attention?to?the?needs?of?production? practice,?only?the?combination?of?various?theories?and?production? practice,?in?order?to?complete?the?design. Key?words:?process;?process;?cutting?parameters;?clamping;?positioning;?error. 目 錄 1、零件的分析 1 1.1 零件的作用 1 1.2 零件的工藝分析 1 2、確定生產類型 3 3、確定毛坯 4 3.1 確定毛坯種類 4 3.2 確定鑄件加工余量及形狀 4 4、工藝規(guī)程設計 5 4.1 選擇定位基準 5 4.2 制定工藝路線 5 4.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 7 4.4 確定切削用量及時間定額 8 5、銑端面夾具設計 18 5.1研究原始質料 18 5.2定位基準的選擇 18 5.3夾緊方案選擇 18 5.4氣缸的設計計算 18 5.5 切削力及切削力矩的計算與分析 19 5.6 氣缸的設計計算 21 5.7、定位誤差分析 23 5.8、夾具設計及操作的簡要說明 26 總結 27 參考文獻 28 1、零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給的零件是撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ25孔與操縱機構相連，下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 圖1-1 撥叉零件圖 1.2 零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 1、小頭孔Φ25以及與此孔相通的Φ8的孔。 2、大頭半圓孔Φ50。 3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.25mm。 由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2、確定生產類型 表2-1 機械加工車間的生產性質 生產類別 同類零件的年產量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重50~2000kg） 輕型 （零件重<50kg） 單件生產 5以下 10以下 50以下 小批生產 5~50 10~200 50~500 中批生產 50~250 200~500 500~5000 大批生產 250~500 500~5000 5000~50000 大量生產 500以上 5000以上 50000以上 根據表2-1可知，零件的質量是1.0Kg/個，該零件為輕型零件，為大量生產。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第2頁表1.1-2，可確定該撥叉生產類型為，為大量生產。，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當分散；加工設備以專用設備為主，大量采用專用工裝。 3、確定毛坯 3.1 確定毛坯種類 零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。 3.2 確定鑄件加工余量及形狀 查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表3-1所示： 表3-1：鑄件的分型面的選用及加工余量 簡圖 加工面代號 基 本 尺 寸 加工余量等級 加工 余量 說 明 D2 50 H 42 孔降一級雙側加工 T2 50 H 4 單側加工 T3 12 H 4 單側加工 T4 12 H 4 單側加工 表3-1 4、工藝規(guī)程設計 4.1 選擇定位基準 1 粗基準的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。 2 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。 4.2 制定工藝路線 根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,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，以便使生產成本盡量下降。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 加工工藝方案一： 10 鑄造 鑄造毛坯 20 熱處理 時效熱處理，去除應力 30 銑削 粗銑Ф25 mm的孔、Ф50 mm的孔下表面，保證其粗糙度 40 銑削 以Ф25 mm的下表面為精基準，粗銑Ф25 mm孔、Ф50 mm孔的上表面，保證其粗糙度 50 鉆孔 以Ф25 mm的下表面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸Ф25 mm的孔，保證其內表面粗糙度為1.6 um，并進行孔口倒角 60 鏜孔 以Ф25 mm孔的下表面為精基準，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內表面粗糙度為3.2 um，并進行孔口倒角 70 銑削 銑斷（將毛坯一分為二） 80 銑削 粗銑B向凸臺面，保證其粗糙度為25um 90 鉆孔 以Ф25mm的孔為精基準，鉆Ф8 mm的銷孔，裝配時鉆鉸 100 鉗工 去毛刺 110 檢驗 檢驗入庫 加工工藝方案二： 10 鑄造 鑄造毛坯 20 熱處理 時效熱處理，去除應力 30 銑削 粗銑Ф25 mm的孔、Ф50 mm的孔下表面，保證其粗糙度為6.3 um 40 銑削 以Ф25 mm的下表面為精基準，粗銑Ф25 mm孔、Ф50 mm孔的上表面，保證其粗糙度為6.3 um，Ф25 mm孔上、下表面尺寸為50mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸為20mm 50 鉆孔 以Ф25 mm的下表面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸Ф25 mm的孔，保證其內表面粗糙度為1.6 um，并進行孔口倒角 60 銑削 銑斷（將毛坯一分為二） 70 鏜孔 以Ф25 mm孔的下表面為精基準，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內表面粗糙度為3.2 um，并進行孔口倒角 80 銑削 粗銑B向凸臺面，保證其粗糙度為25um 90 鉆孔 以Ф25mm的孔為精基準，鉆Ф8 mm的銷孔，裝配時鉆鉸 100 鉗工 去毛刺 110 檢驗 檢驗入庫 最終選擇的方案： 10 鑄造 鑄造毛坯 20 熱處理 時效熱處理，去除應力 30 銑削 粗銑Ф25 mm的孔、Ф50 mm的孔下表面，保證其粗糙度 40 銑削 以Ф25 mm的下表面為精基準，粗銑Ф25 mm孔、Ф50 mm孔的上表面，保證其粗糙度 50 鉆孔 以Ф25 mm的下表面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸Ф25 mm的孔，保證其內表面粗糙度為1.6 um，并進行孔口倒角 60 鏜孔 以Ф25 mm孔的下表面為精基準，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內表面粗糙度為3.2 um，并進行孔口倒角 70 銑削 銑斷（將毛坯一分為二） 80 銑削 粗銑B向凸臺面，保證其粗糙度為25um 90 鉆孔 以Ф25mm的孔為精基準，鉆Ф8 mm的銷孔，裝配時鉆鉸 100 鉗工 去毛刺 110 檢驗 檢驗入庫 4.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 1、圓柱表面工序尺寸： 前面根據資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下： 表4-1：加工工序的加工余量表 加工 表面 加工 內容 加工余量 精度等級 工序 尺寸 表面粗 糙度 工序余量 最小 最大 Φ50IT12 （D2） 鑄件 7.0 CT12 粗鏜 4.0 IT12 6.3 0.95 6.8 半精鏜 3.0 IT10 50 3.2 2.9 3.25 Φ25IT7 （D1） 鉆 23 IT11 23 23 擴 1.8 IT10 6.3 1.716 1.910 鉸 0.06 IT7 1.6 0.039 0.093 2、 平面工序尺寸： 表4-2：平面工序尺寸表 工序號 工序 內容 加工 余量 基本 尺寸 經濟 精度 工序尺寸偏差 鑄件 4.0 CT12 01 粗銑Φ25孔下端面 4.0 50 IT12 02 粗銑Φ25孔上端面 4.0 50 IT7 03 粗銑Φ50孔上端面 4.0 20 IT7 4.4 確定切削用量及時間定額 工序30 粗銑Ф25 mm的孔、Ф50 mm的孔下表面，保證其粗糙度為。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸： 加工要求：粗銑Φ25孔下端面，加工余量4mm; 機床：X51立式銑床； 刀具：YG6硬質合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數z=12,故根據《機械制造工藝設計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角： λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=25°,副偏角Kr’=5°。 2. 切削用量 1）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。 2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據《簡明手冊》表3.8）。 4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf 根據《切削手冊》表3.16，當d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為： 其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數據代入公式： 確定機床主軸轉速： 。 根據《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=250r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為： vc==m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/250×12 mm/z=0.1mm/z 5)校驗機床功率 根據《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=250r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm. 查《切削手冊》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。 根據估算輔助時間為0.25min。 工序40 以Ф25 mm的下表面為精基準，粗銑Ф25 mm孔、Ф50 mm孔的上表面，保證其粗糙度為6.3 um，Ф25 mm孔上、下表面尺寸為50mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸為20mm。 切削用量和時間定額及其計算過程同工序01。 工序50 以Ф25 mm的下表面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸Ф25 mm的孔，保證其內表面粗糙度為1.6 um，并進行孔口倒角 工件材料為1號可鍛鑄鐵，硬度200HBS。孔的直徑為25mm。 工件材料為HT200，硬度200HBS。孔的直徑為25mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z525立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ21mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——Φ24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——Φ25mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。 （1）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 2）確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查Z525機床說明書，取。實際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， （2）確定擴孔切削用量 1）確定進給量 根據參考文獻[7]表28-31，。根據Z525機床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據參考文獻[7]表28-33，取。修正系數： ， 故 查機床說明書，取。實際切削速度為 （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 根據參考文獻[7]表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。 2）確定切削速度及 由參考文獻[7]表28-39，取。由 參考文獻[7]表28-3，得修正系數， 故 查Z525說明書，取，實際鉸孔速度 （4）各工序實際切削用量 根據以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔：，，， 擴孔：，，， 鉸孔：，，， 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; t= ==1.28min 工序60 以Ф25 mm孔的下表面為精基準，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內表面粗糙度為3.2 um，并進行孔口倒角 機床：車床CA6140 （1）粗、半精鏜Ф50 mm的孔 單邊余量 可一次切除，則 。根據《簡明手冊》4.2-20查得，取 。根據《簡明手冊》4.2-21查得，?。骸? 計算切削基本工時： (2)半精鏜Ф50 mm的孔 單邊余量,可一次切除，則 。 由《切削手冊》表1.6查得，進給量取為0.27mm/r。由《切削手冊》表1.1查得，，則： 查《簡明手冊》表4.2-20，取為625r/min。 加工基本工時： 工序60 銑斜肩，以D1和T2為定位基準。 刀具：硬質合金三面刃銑刀 機床：X51立式銑床 根據《簡明手冊》查得：。根據《切削手冊》查得：因此： 現采用X51立式銑床，?。海蕦嶋H切削速度為： 當時，工作臺每分鐘進給量應為： 根據《切削手冊》表4.2-37查得,?。?。 計算切削基本工時： 因此： 工序70 銑斷（將毛坯一分為二） 選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中齒，Z=40 采用X61臥式銑床 查《切削手冊》，選擇進給量為：,切削速度為：，則： 根據《簡明手冊》表4.2-39，取，故實際切削速度為： 此時工作臺每分鐘進給量應為： 查《切削手冊》表4.2-40，剛好有。 計算切削基本工時： 工序80 粗銑B向凸臺面，保證其粗糙度為25 um 機床：X52K型立式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 切削深度： 根據參考文獻查[1]表4.4-8有： 刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數 Z=14，刀具的寬度L=10mm。 查[2]表2.4-76得： 進給量,根據參考文獻[3]表查得切削速度， 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[2]表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 機床工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =42mm 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.92min 工序80 以Ф25 mm的孔為精基準，鉆Ф8 mm的銷孔，裝配時鉆鉸 刀具：專用刀具 機床：Z525立式鉆床 確定進給量：根據《切削手冊》表2.7查得，，查Z525機床使用說明書，現取。查《切削手冊》表2.15，，計算機床主軸轉速： 按機床選取，所以實際切削速度為： 計算切削基本工時： 5、銑端面夾具設計 5.1研究原始質料 利用本夾具主要用來銑銑端面，該銑端面的中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此銑端面時，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率和降低勞動強度。 5.2定位基準的選擇 由零件圖可知：在對進行加工前， 銑該銑端面時其對孔的中心線有對稱度以及銑端面平行度要求。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，采用一面兩V型塊，的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即為底平面；2個V型塊。 5.3夾緊方案選擇 經過方案的認真分析和比較，使用氣缸進行夾緊。這種夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中有很廣泛的應用。 5.4氣缸的設計計算 設計要求是做任何設計的依據，氣動夾具設計時要明確氣動傳動系統的動作和性能要求，這里一般要考慮以下幾方面： 1）該設備中，哪些運動需要液壓或氣壓傳動完成，各執(zhí)行機構的運動形式及動作幅度； 2）對液壓或氣壓裝置的空間布置、安裝形式、重量、外形尺寸的限制等； 3）執(zhí)行機構載荷形式和大??； 4）執(zhí)行機構的運動速度，速度變化范圍以及對運動平穩(wěn)性的要求； 5）各執(zhí)行機構的動作順序，彼此之間的聯鎖關系，實現這些運動的操作或控制方式； 6）自動化程度、效率、溫升、安全保護、制造成本等方面的要求； 7）工作環(huán)境方面的要求，如溫度、濕度、振動、沖擊、防塵、防腐、抗燃性能等； 另外對主機的功能、用途、工藝流程也必須了解清楚，力求設計的系統更加切合實際。 5.5 切削力及切削力矩的計算與分析 對執(zhí)行元件的工況進行分析，就是查明每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的速度和負載的變化規(guī)律。通常是求出一個工作循環(huán)內各階段的速度和負載值列表表示，必要時還應作出速度、負載隨時間（或位移）變化的曲線圖（稱為速度循環(huán)圖、負載循環(huán)圖和功率循環(huán)圖）。 在一般情況下，液壓和氣壓系統中氣缸承受的負載由六部分組成，即工作負載、導軌摩擦負載、功率、慣性負載、重力負載、密封負載和背壓負載，前五項構成了氣缸所要克服的機械總負載。 這里為了方便起見，只是將銑削時產生的銑削力矩作為氣缸的工作負載，其余的負載這里沒有考慮（只需要按照一定的工作方式進行計算即可）。 根據加工需要，該系統的工作循環(huán)也較為簡單：快速前進—快速后退—原位停止。 根據調查研究和工作系統要求，快速前進和快速后退的速度約為4.5m/min，不考慮換向及啟動時間、動靜摩擦系數等因素，氣缸的機械效率η取0.9。 由于本道工序主要完成花鍵孔的兩端面加工，為后續(xù)花鍵孔的加工提供良好的基準，且在銑削過程中由于銑刀所產生的銑削力對工件的附加轉矩會造成工件的加工誤差，因而必須對工件所受的銑削力和銑削力矩進行計算分析，從而設計出符合要求的夾緊裝置。 對氣缸的設計計算主要是以銑削力矩為主進行理論計算，以工件加工中所需的夾緊力來設計氣缸的結構參數，以實現工件快速裝夾所需要的行程來確定氣缸的理論行程，因而需要對工件所受的夾緊力和夾具的結構進行分析。 1）切削力的計算 切削力的計算可通過試驗的方法，測出各種影響因素變化是的切削力數據，加以處理得到的反映各因素與切削力關系的表達式，稱為切削力計算的經驗公式。在實際中使用的切削力經驗公式有兩種：一是指數公式；二是單位切削力。這里為了方便起見，以單位切削力進行切削力的計算。單位切削力是指單位切削面積上的主切削力，用kc表示。 由《切削手冊》得主切削力公式： 式中：CF、XF、YF、μF、ωF是指切削用量的系數和指數，可查相關設計手冊； ap---銑削深度，mm； af---每齒進給量，mm/Z； ae—銑削寬度，mm； Z---銑刀齒數， n---銑刀每秒轉速，m/s； d0---切削寬度，mm； kFZ---切削條件改變時的修正系數； 代入數據可得工件所受的切削力： Fc=3305N。 2）由《切削手冊》得銑削力矩公式： 式中：M---銑削力矩，N?mm；Fc---銑削力，N； d0---切削寬度，mm；Z---銑刀齒數， 代入數據可得：M=2079660 N?mm. 在夾具設計時采用了由氣缸帶動兩個定V形塊及一個活動的V形塊對工件實施夾緊，工件所需要的夾緊力是由這個氣缸提供的，因此需要計算氣缸所受的負載，氣缸所應提供的夾緊力F夾緊情況來進行計算。 式中：M---銑削力矩，N?mm； F---夾緊力，N； L—力臂，mm； 代入數據可得：F=18906N。 5.6 氣缸的設計計算 1）初選氣缸的工作壓力[16] 工作壓力是確定執(zhí)行元件結構參數的主要依據，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，甚至整個系統的功能。 在此氣動夾具設計中，因采用企業(yè)氣源作為動力，一般空氣的壓力為0.5~0.8Mpa。所以選定工作壓力為0.5Mpa。 2）確定氣缸的主要結構參數 本氣缸采用單向作用氣缸。最大負載即為上面所求值，F=18906N， 其缸徑計算公式為: 式中:F - 活塞桿上的推力，N - -氣缸工作壓力，MPa D---氣缸缸體直徑，m 查設計[8]手冊，按氣缸內徑系列將以上計算值圓整為標準直徑，取D=63mm。 由,可得活塞桿直徑: 圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式 有: 其中，[]， 則: 滿足實際設計要求。 3）缸筒壁厚的設計 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算: 式中:δ- 缸筒壁厚，mm - 氣缸內徑，mm - 實驗壓力，取, Pa 材料為:ZL3,[]=3MPa 代入己知數據，則壁厚為: 取，則缸筒外徑為: 4）活塞行程的確定 由夾具設計中對零件進行裝夾的移動距離可知，為了便于工件的裝夾，移動壓板所需要的行程為15mm，氣缸裝在移動夾板的另一端，由杠桿原理可知，氣缸移動的距離不小于是25mm，為了確保氣缸安全工作，取氣缸的工作行程為25mm。 5）氣動傳動原理圖擬定 由于只有一個工作氣缸，且氣缸的快速前進和快速后退速度可取相同，并沒有采用多種工速，因而氣動傳動原理圖相對簡單，其傳動原理圖如圖5-1所示，所需要的氣動元件規(guī)格如表5-1所示。 圖5-1 氣動傳動原理圖 各通行機構的調速，這種方法的特點是結構簡單效果好。如平臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個快速排氣閥，可加快啟動速度，也可調節(jié)全程的速度。氣液傳送器氣缸的排氣節(jié)流，可用來調整回轉液壓緩沖器[18]的背壓大小。 為簡化氣路，減少電磁閥的數量，各工作氣缸緩沖均采用液壓緩沖器[10]，這樣可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。 表5-1 氣路元件表 電磁閥的通徑，是根據各工作氣缸速度，行程，尺寸計算出所需壓縮空氣流量，與選用的電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應來確定的。 序號 型號規(guī)格 名稱 數量 1 QF-44 手動截止閥 1 2 儲氣缸 1 3 QSL-26-S1 分水濾氣器 1 4 QTY-20-S1 減壓閥 1 5 QIU-20-S1 油霧器 1 6 YJ-1 壓力繼電器 1 7 24D2H-10-S1 二位五通電磁滑閥 1 8 單向節(jié)流閥 1 9 QGSC D-63X25-25-K-LB 氣缸 1 使用快速螺旋定位機構快速夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 5.7、定位誤差分析 由于加工基準和設計基準重合，所以能很好的保證了加工精度。 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： 1、V型快的定位誤差： 圖5-2：V型塊定位誤差圖 注：V型塊夾角α=90°。 基準位移誤差： 工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對一批工件來說，當直徑由最小D－δD變大到D時，工件中心（即定位基準）將在V型塊的對稱中心平面內上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關系退出： ΔY== 基準不重合誤差： 從圖（b）中設計基準與定位基準不重合，假設定位基準不動，當工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設計基準的變化量為，即基準不重合誤差ΔB=。 從圖(c)中可知，設計基準為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差. ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207 ΔD=0.00207＜T 即滿足要求 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。 5.8、夾具設計及操作的簡要說明 用氣缸來夾緊。再利用對刀塊對刀，然后就可以加工。 此外，工作過程中出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，V型塊是采用可換的，以便隨時根據情況進行調整。 總結 根據撥叉工藝規(guī)程及夾具設計要求，在本設計中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質量，可靠地達到了圖紙所提出的技術條件，并盡量提高生產率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。同時依據夾具設計原理和相關資料可以了解到該設計中的夾具設計也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質量，不僅工藝性好結構簡單而且使用性好、操作省力高效，同時定位及夾緊快速準確，提高了生產率，降低了制造成本。因此，可知此次課程設計是成功的。 我的課程設計在老師指導下,讓我對所學的知識進行系統性的復習,并根據寫作要求查閱有關資料。在設計過程中受到老師無微不至的關心與耐心指導，使我的課程設計得以順利的進展。在老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！這次課程設計讓我對專業(yè)知識有了更加深刻的認知。這讓我對未來的學習有了更大的信心。 參考文獻 [1]孟少農主編.機械加工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術基礎[M].化學工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊[M].化學工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設計[M].機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南[M]. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術[M].北京高等教育出版社，2005. 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