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夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)第00道工序粗銑半軸Φ38mm外左端面的銑床夾具。 1. 問(wèn)題的提出 本夾具主要用于銑左端面，精度要求不高，因?yàn)楹竺孢€有精加工，因此本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 2 .定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。我們采用Φ38外圓面為定位基準(zhǔn)，為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。 3. 切削力及夾緊力計(jì)算 （1）刀具： 采用高速鋼立銑刀 φ50mm 機(jī)床： X51立式銑床，銑的功率4.5kw 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 40Cr材料的硬度在這里我們?nèi)?900HB 修正系數(shù)=1 為走刀量 為銑削深度 B為銑削寬度B=38， Z為銑刀齒數(shù)Z=4， D為銑刀直徑 D=50 代入上式，可得 p=1081.8N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把修正系數(shù)考慮在內(nèi)，上面我們已經(jīng)算出，修正系數(shù)為1，所以實(shí)際切削力P=1081.8N。 （2）夾緊力的計(jì)算 用壓板和V型塊夾緊工件，切削力的計(jì)算工式為 我們選用的標(biāo)準(zhǔn)V型塊a=90° 其中f為支承面上的摩擦系數(shù)，支承面為平面，f=0.16～0.25，在這里我們?nèi)=0.20 K為安全系數(shù)，粗加工時(shí)，K=2.5～3.0,在這里取2.5 D為工件直徑，D=38 M為切削扭矩：M=PL L==13.433mm M=PL=14531.8N.mm =126.7N W遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于p,夾緊力滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 4 . 定位誤差分析 對(duì)于定位元件，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)為外圓，故選擇長(zhǎng)V型塊作為定位元 件。 至于使用的V型塊個(gè)數(shù)，應(yīng)使用2個(gè)V型塊進(jìn)行定位。一個(gè)位固定長(zhǎng)V型塊，它主要限制了y軸的旋轉(zhuǎn)、位移和z軸的旋轉(zhuǎn)、位移四個(gè)自由度，保證了孔的尺寸精度，另一塊為滑動(dòng)長(zhǎng)V型塊，防止過(guò)定位的形成。 一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。 形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.127mm， Td=0.20mm，，。2 已知孔的形狀公差為0.127，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。 5.定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù)T形槽的寬度 a=28mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱(chēng)尺寸 允差 允差 公稱(chēng)尺寸 允差D 28 -0.013 -0.033 40 16 6 9 6 27 +0.021 8 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 本工序是用來(lái)銑工件左端面的，所以選用方形對(duì)刀塊，對(duì)刀塊的圖形和尺寸如下： 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)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(chēng)尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 6 .夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性?xún)r(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了鉸鏈壓板的夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃。邢髁π?，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。 夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用鉸鏈壓板的夾緊機(jī)構(gòu)。 銑夾具裝配圖如下： 夾具體附圖如下 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 致 謝 這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專(zhuān)業(yè)水平外，她的治學(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。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻(xiàn) 1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 11 頁(yè) 共 11 頁(yè) 紡織服裝技術(shù)學(xué)院 車(chē)間 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共4 頁(yè) 小組 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 半 軸 第1 頁(yè) 工序號(hào) 10 工序名稱(chēng) 零件毛重 零件凈重 一個(gè)工人看管機(jī)床臺(tái)數(shù) 1 零件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 1 每次加工數(shù) 1 材料 名稱(chēng) 合金結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào) 40Cr 狀態(tài) 設(shè)備 名稱(chēng)型號(hào) C620-1 編號(hào) 臥式車(chē)床 夾具 名稱(chēng) 專(zhuān)用夾具 代號(hào) 冷切液 每批件數(shù) 準(zhǔn)終時(shí)間 基本時(shí)間 單件時(shí)間 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 刀具名稱(chēng)規(guī)格 或代號(hào) 量具名稱(chēng)規(guī)格 或代號(hào) 輔具名稱(chēng)規(guī)格或代號(hào) 加工尺寸 背吃刀量 (mm) 切削長(zhǎng)度 (mm) 加工余量 (mm) 切削速度 (m/min) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削時(shí)間 (min) 1 粗車(chē)54的外圓表面 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.05mm游標(biāo)卡尺 0.5 100.5 1.13 380 0.4 0.66 2 粗車(chē)52的外圓表面 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.05mm游標(biāo)卡尺 0.5 99.5 1 1.13 380 0.4 0.65 3 粗車(chē)45的外圓表面 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.05mm游標(biāo)卡尺 3 46.5 6.9 1.13 380 1.75 0.54 4 粗車(chē)39.5的外圓表面 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.05mm游標(biāo)卡尺 1.0 35 8.6 1.13 380 0.4 0.24 5 粗車(chē)削96.5的臺(tái)階面 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.05mm游標(biāo)卡尺 3.5 3.5 69 1.13 380 0.52 0.38 6 粗車(chē)削112的臺(tái)階面 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.05mm游標(biāo)卡尺 2 2 56 1.13 380 0.52 0.18 編 制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 描 圖 李輝 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 紡織服裝技術(shù)學(xué)院 車(chē)間 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共4頁(yè) 小組 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 半軸 第2頁(yè) 工序號(hào) 40 工序名稱(chēng) 半精車(chē)外圓表面 零件毛重 零件凈重 一個(gè)工人看管機(jī)床臺(tái)數(shù) 1 零件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 1 每次加工數(shù) 1 材料 名稱(chēng) 合金 牌號(hào) 40Cr 狀態(tài) 設(shè)備 名稱(chēng)型號(hào) C620-1 編號(hào) 夾具 名稱(chēng) 專(zhuān)用夾具 代號(hào) 冷切液 每批件數(shù) 準(zhǔn)終時(shí)間 基本時(shí)間 單件時(shí)間 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 刀具名稱(chēng)規(guī)格 或代號(hào) 量具名稱(chēng)規(guī)格 或代號(hào) 輔具名稱(chēng)規(guī)格或代號(hào) 加工尺寸 背吃刀量 (mm) 切削長(zhǎng)度 (mm) 加工余量 (mm) 切削速度 (m/min) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削時(shí)間 (min) 1 半精車(chē)Φ52mm 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.01mm游標(biāo)卡尺 0.3 18 0.6 2.42 955 0.3 0.06 2 半精車(chē)Φ45mm 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.01mm游標(biāo)卡尺 0.3 46.5 0.6 2.42 955 0.3 0.16 3 半精車(chē)Φ39.5mm 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.01mm游標(biāo)卡尺 0.3 35 0.6 2.42 955 0.3 0.13 4 半精車(chē)Φ96.5mm的臺(tái)階面 硬質(zhì)合金車(chē)刀 0.01mm游標(biāo)卡尺 1 3.5 2.14 955 0.3 0.03 編 制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 描 圖 李輝 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 紡織服裝技術(shù)學(xué)院 車(chē)間 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共4 頁(yè) 小組 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 半 軸 第4 頁(yè) 工序號(hào) 110 工序名稱(chēng) 零件毛重 零件凈重 一個(gè)工人看管機(jī)床臺(tái)數(shù) 1 零件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 1 每次加工數(shù) 1 材料 名稱(chēng) 合金結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào) 40Cr 狀態(tài) 退 火 設(shè)備 名稱(chēng)型號(hào) M1331 編號(hào) 夾具 名稱(chēng) 專(zhuān)用夾具 代號(hào) 冷切液 每批件數(shù) 準(zhǔn)終時(shí)間 基本時(shí)間 單件時(shí)間 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 刀具名稱(chēng)規(guī)格 或代號(hào) 量具名稱(chēng)規(guī)格 或代號(hào) 輔具名稱(chēng)規(guī)格或代號(hào) 加工尺寸 背吃刀量 (mm) 切削長(zhǎng)度 (mm) 加工余量 (mm) 切削速度 (m/min) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削時(shí)間 (min) 1 磨削52的外圓表面 0.01mm游標(biāo)卡尺 18 10 1500 0.00372 2 磨削45的外圓表面 0.01mm游標(biāo)卡尺 40.5 10 1500 0.00837 3 磨削39.5的外圓表面 0.01mm游標(biāo)卡尺 35 10 1500 0.00837 編 制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 描 圖 李輝 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 紡織服裝技術(shù)學(xué)院 車(chē)間 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共 4 頁(yè) 小組 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 半 軸 第 3 頁(yè) 工序號(hào) 50 工序名稱(chēng) 鉆、鉸6個(gè)Φ14mm孔并倒角 零件毛重 零件凈重 一個(gè)工人看管機(jī)床臺(tái)數(shù) 1 零件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 1 每次加工數(shù) 1 材料 名稱(chēng) 合金結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào) 40Cr 狀態(tài) 設(shè)備 名稱(chēng)型號(hào) 立式鉆床 Z535 編號(hào) 夾具 名稱(chēng) 專(zhuān)用夾具 代號(hào) 冷卻液 每批件數(shù) 準(zhǔn)終時(shí)間 基本時(shí)間 單件時(shí)間 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 刀具名稱(chēng)規(guī)格 或代號(hào) 量具名稱(chēng)規(guī)格 或代號(hào) 輔具名稱(chēng)規(guī)格或代號(hào) 加工尺寸 背吃刀量 (mm) 切削長(zhǎng)度 (mm) 加工余量 (mm) 切削速度 (m/min) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削時(shí)間 (min) 1 鉆孔Φ14mm Φ14H12麻花鉆 0.02mm游標(biāo)卡尺 10 13.8 13 275 0.36 0.9 2 鉸孔Φ14mm Φ14H10級(jí)鉸刀 0.02mm游標(biāo)卡尺 10 0.2 8.57 195 0.72 0.72 3 在Φ14mm孔一端倒角0.8×45 90°直柄锪鉆 0.02mm游標(biāo)卡尺 0.8 0.04 4.4 140 手動(dòng) 0.16 4 編 制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 描 圖 李輝 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 紡織服裝技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共 2 頁(yè) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 半 軸 第 1 頁(yè) 材 料 毛坯種類(lèi) 鍛件 牌 號(hào) 40 每一鍛件制品數(shù) 1 技術(shù)要求 毛 重 文件編號(hào) 狀 態(tài) 退 火 尺寸規(guī)格 凈 重 件 臺(tái) 件 批 工 序 號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē) 間 小 組 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 夾 輔 具 刀 具 量 具 準(zhǔn)終 單件 00 粗銑左端面 粗銑半軸38處左端面 XA6132 專(zhuān)用夾具 鑲齒圓柱銑刀 游標(biāo)卡尺 磨削左端面 M1331 專(zhuān)用夾具 游標(biāo)卡尺 10 車(chē)削外圓表面 粗車(chē)54的外圓表面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 20 車(chē)削外圓表面 粗車(chē)52的外圓表面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 半精車(chē)52的外圓表面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 磨削52的外圓表面 M1331 專(zhuān)用夾具 游標(biāo)卡尺 30 車(chē)削外圓表面 粗車(chē)45的外圓表面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 半精車(chē)45的外圓表面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 磨削45的外圓表面 M1331 專(zhuān)用夾具 游標(biāo)卡尺 40 車(chē)削外圓表面 粗車(chē)39.5的外圓表面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 半精車(chē)39.5的外圓表面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 磨削39.5的外圓表面 M1331 專(zhuān)用夾具 游標(biāo)卡尺 50 車(chē)削臺(tái)階面 粗車(chē)削96.5的臺(tái)階面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 半精車(chē)96.5的臺(tái)階面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 60 車(chē)削臺(tái)階面 粗車(chē)削112的臺(tái)階面 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 70 花鍵 銑削半軸左端面的花鍵 XA6132 專(zhuān)用夾具 花鍵銑刀 游標(biāo)卡尺 編 制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 描 圖 李輝 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 紡織服裝技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共 2 頁(yè) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 半 軸 第 2 頁(yè) 材 料 毛坯種類(lèi) 鑄 造 牌 號(hào) 40Cr 每一坯件制品數(shù) 1 技術(shù)要求 毛 重 文件編號(hào) 狀 態(tài) 尺寸規(guī)格 凈 重 件 臺(tái) 件 批 工 序 號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē) 間 小 組 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 夾 輔 具 刀 具 量 具 準(zhǔn)終 單件 80 鉆鉸六個(gè)Φ14 （1）鉆六個(gè)Φ14mm孔 Z535 專(zhuān)用夾具 高速鋼麻花鉆 組合量具 的孔 （2）鉸六個(gè)Φ14mm孔 Z535 專(zhuān)用夾具 錐柄機(jī)用鉸刀 塞 規(guī) 90 鉆一個(gè)孔 鉆一個(gè)Φ10mm的孔 Z535 專(zhuān)用夾具 高速鋼麻花鉆 游標(biāo)卡尺 100 攻螺紋孔 攻一個(gè)M6的螺紋孔 手動(dòng) 專(zhuān)用夾具 絲錐 110 倒角 溝槽等 倒角，溝槽和車(chē)削斜度面等 C620-1 專(zhuān)用夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 120 調(diào)直處理 130 感應(yīng)淬火 140 低溫回火 150 去毛刺 臺(tái)虎鉗 160 檢查 170 入庫(kù) 編 制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 描 圖 李輝 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 更改 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 目 錄 摘要……………………………………………………………….…………………1 英文摘要……………………………………………………………………………1 1 引言………………………………………………………………………………2 2 零件分析………………………………………………………………………2 2.1零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類(lèi)型………………………………………………2 2.2零件的作用…………………………………………………………………2 2.3零件的工藝分析……………………………………………………………2 3 工藝規(guī)程制造的形式…………………………………………………………3 3.1確定毛坯制造形式…………………………………………………………3 3.2定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………3 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………3 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………3 3.3零件表面加工方法的選擇…………………………………………………3 3.4制訂工藝路線………………………………………………………………4 3.5機(jī)械加工余量及毛坯尺寸的確定………………………………………4 4 選擇加工設(shè)備…………………………………………………………………8 4.1 選擇機(jī)床…………………………………………………………………8 4.2選擇夾具…………………………………………………………………8 4.3選擇刀具…………………………………………………………………8 4.4選用量具…………………………………………………………………8 5 確定切削用量和基本時(shí)間…………………………………………………9 5.1 工序00銑削用量及基本時(shí)間的確定…………………………………9 5.2 工序10切削用量及基本時(shí)間的確定……………………………………10 5.3 工序30切削用量及基本時(shí)間的確定……………………………………15 5.4 工序40銑削用量及基本時(shí)間的確定……………………………………17 5.5 工序50削用量及基本時(shí)間的確定………………………………………18 5.6 工序60鉆削與垂直軸線的的孔………………………………………20 5.7 工序70攻螺紋M6…………………………………………………………22 5.8 工序110磨削外圓表面及左端面………………………………………22 6夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………23 6.1 車(chē)削頂尖夾具的設(shè)計(jì)……………………………………………………23 6.2 繪制夾具總體圖…………………………………………………………24 6.3 鉆孔專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)……………………………………………………25 6.4 繪制夾具總體圖…………………………………………………………26 7位置量規(guī)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………26 一 夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………28 （一）夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論 …………………………………………………28 （二）定位原理 ………………………………………………………………29 （三）夾緊原理 ………………………………………………………………29 （四）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具 ……………………………………………30 （五）夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) ……………………………………………31 小結(jié)…………………………………………………………………………………32 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………33 致謝…………………………………………………………………………………33 II 紡織服裝技術(shù)學(xué)院課題（設(shè)計(jì)）論文 半軸機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 摘要：半軸是汽車(chē)的軸類(lèi)中承受扭矩最大的零件，它是差速器和驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞扭矩的實(shí)心軸，其內(nèi)端一般通過(guò)花鍵與半軸齒輪連接，外端與輪轂連接，該零件在機(jī)械設(shè)備中具有傳動(dòng)性，在進(jìn)行半軸的工藝和工裝設(shè)計(jì)時(shí)，首先對(duì)半軸的工藝性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，設(shè)計(jì)出了加工的工藝過(guò)程，根據(jù)加工要求設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)，一付是用來(lái)車(chē)削半軸的外圓，一付是用來(lái)鉆削半軸圓盤(pán)上均勻分布的小孔，在設(shè)計(jì)中注意的夾具的經(jīng)濟(jì)性和使用性，盡量降低加工時(shí)的成本，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，除此還進(jìn)行了組合量具的設(shè)計(jì)，用來(lái)檢查6個(gè)均勻分布的小孔的位置度公差。 關(guān)鍵詞：工藝工裝設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì) 組合量具設(shè)計(jì) Abstract：The half stalk is in automotive stalk the acceptance twist the biggest spare parts of sqire , it is bad soon machine and drive the round of delivers to twist the of solid stalk, it inside carry generally pass to spend the key and half stalk wheel gears to connect, carry outside with a conjunction, that spare parts is in the machine equipments have to spread to move sex, at carry on the half stalk of craft and work equip to account, the half axial craft carried on the detailed analysis first, designing processed craft process, according to process to request to design the appropriation tongs design, a pay is to use to come to car to pare the outside circle of the half stalk, on pay is use to drill to pare a dish of the half stalk up even distribute of eyelet, in the design the economy of the advertent tongs and usage, as far as possible lower to process of cost, reduce the worker of labor strength, in addition to this still carried on the design that the combination quantity have, use to check 6 even distribute of a business trip of position of the eyelet. Key Words：The craft work packs the design The tongs design Combine the quantity has the design 1 引言 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)零件的分析可知，對(duì)該零件進(jìn)行工藝工裝設(shè)計(jì)，由于半軸加工比較的特殊，我們?yōu)榱藵M足加工要求和經(jīng)濟(jì)性及減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，我們初步?jīng)Q定設(shè)計(jì)兩套夾具和一套組合量具。 2 零件的分析 2.1零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類(lèi)型 生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)量，在設(shè)計(jì)題目中半軸的生產(chǎn)綱領(lǐng)為較小。生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，所以在制度工藝路線的時(shí)候應(yīng)充分考慮其生產(chǎn)特點(diǎn)，制度合理的工業(yè)路線，選擇合理的機(jī)床，刀具，量具，檢具，以提高生產(chǎn)率，降低成本。 2.2零件的作用 設(shè)計(jì)題目給定的零件，將其劃定為軸類(lèi)零件。它是汽車(chē)的軸類(lèi)中承受扭矩最大的零件，半軸是差速器和驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞扭矩的實(shí)心軸，其內(nèi)端一般通過(guò)花鍵與半軸齒輪連接，外端與輪轂連接，該零件在機(jī)械設(shè)備中具有傳動(dòng)性，故應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 2.3零件的工藝分析 半軸共有2個(gè)加工表面，他們之間有的有一定的位置關(guān)系?，F(xiàn)在分述如下： 1. 以軸線為中心的加工表面 這一組加工表面包括：半軸的左端面和半軸左端的花鍵加工，以及、和的外圓表面和和的兩個(gè)臺(tái)階面。 2. 以半軸右邊圓盤(pán)上的臺(tái)階面為中心的加工表面 這一組加工表面包括：6個(gè)均勻分布的的孔，和一個(gè)M6的螺孔以及一個(gè)的孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要有： ⑴ 6個(gè)孔與表面F和G的位置度公差為； ⑵ 的外圓表面的跳動(dòng)公差相對(duì)基準(zhǔn)A為1.0； ⑶ 半軸圓盤(pán)的跳動(dòng)公差相對(duì)基準(zhǔn)A為0.8。 由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一個(gè)表面，然后借助于專(zhuān)用夾具加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 3 工藝規(guī)程制造的形式 3.1確定毛坯制造的形式 毛坯材料為40Cr?？紤]零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受扭交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬釬維盡量不切削，保證零件工作可靠?？梢圆捎媚ｅ懗尚?，可以提高生產(chǎn)率，保證加工精度。 3.2基準(zhǔn)的選擇 ⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇 本零件是軸類(lèi)零件，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但是對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果以外圓表面作基準(zhǔn)。由于此表面的粗糙度比較大，所以會(huì)讓加工出來(lái)的零件表面尺寸嚴(yán)重不滿足要求，由于本零件非常的特殊，我們車(chē)削外圓表面的時(shí)候可以選擇半軸兩端的頂尖作為粗基準(zhǔn)，鉆孔的時(shí)候以圓盤(pán)的臺(tái)階面為基準(zhǔn)。 ⑵ 精基準(zhǔn)的選擇 在這主要考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題，也要考慮經(jīng)濟(jì)性等。 3.3零件表面加工方法的選擇 零件的主要加工表面為外圓表面和孔。考慮到各個(gè)表面的技術(shù)要求，各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度范圍，各加工表面的形狀和尺寸大小，鍛件材料的性質(zhì)及可加工性和生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型，選擇各加工表面的加工方法如下 ⑴的外圓表面,該外圓表面的粗糙度為6.3,采用粗車(chē)進(jìn)行加工。 ⑵ 花鍵加工：花鍵的最大的直徑為38.100，采用銑花鍵加工。 ⑶ 圓盤(pán)的臺(tái)階面因?yàn)樗拇植诙葹?.2，所以選擇粗車(chē)半精車(chē)，的臺(tái)階面由于粗糙度要求不是很高，所以就只進(jìn)行粗車(chē)。 ⑷ 孔6-，表面粗糙度為3.2，故采用鉆鉸孔加工。 ⑸ M6×1.0-6H，先進(jìn)行鉆孔，然后絞孔，即可以滿足要求。 ⑹ 鍵槽加工，由于表面粗糙度為12.5，所以采用銑鍵槽。 3.4制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精確及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工序00 粗銑左端面并打中心孔； 工序10 以半軸兩邊的頂尖定位：粗車(chē)Φ54、Φ52、Φ45以及Φ39.5的外圓面，在粗車(chē)Φ96.5和Φ112的臺(tái)階面 工序20 調(diào)直處理； 工序30 以半軸兩邊的頂尖定位：半精車(chē)Φ52、Φ45以及Φ39.5的外圓表面，及Φ96.5臺(tái)階面； 工序40 銑花鍵加工； 工序50 以盤(pán)的頂部的臺(tái)階定位，鉆絞6個(gè)的孔； 工序60 以半軸圓盤(pán)的臺(tái)階面定位，加工與垂直軸線的的孔； 工序70 攻螺紋M6 ； 工序80 車(chē)削Φ39.5的左端斜度為的圓柱表面；車(chē)削Φ45這段距左邊 位置的溝槽，和Φ45最右邊的溝槽加工，Φ50寬為3的溝槽加工，并對(duì)Φ112進(jìn)行倒角； 工序90 感應(yīng)淬火和低溫回火； 工序100 磨削半軸的左端面； 工序110 以半軸兩邊的頂尖定位，磨削Φ39.5、Φ45和Φ52外圓面； 工序120 鉗工去毛刺； 工序130 終檢。 3.5機(jī)械加工余量及毛坯尺寸的確定 機(jī)械加工余量確定由很多的因素決定的，在此主要考慮的是經(jīng)濟(jì)精度及各個(gè)工序的加工方法。 ⑴ 左端面的機(jī)械加工 表3-1 工序尺寸表 工序 名稱(chēng) 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(mm) 工序間 公差等級(jí)μm 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 磨削 0.4 IT7 200 粗銑 1.6 IT8 200.4 毛坯面 IT16 202 ⑵的機(jī)械加工 表3-2 工序尺寸表 工序 名稱(chēng) 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(mm) 工序間 公差等級(jí) 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 粗車(chē) 1 IT12 54 毛坯面 IT16 55 55 ⑶ 的機(jī)械加工 粗車(chē)：mm 2Z=1.6mm 半精車(chē)： mm 2Z=1.0mm 磨削：mm 2Z=0.4mm 具體工序尺寸見(jiàn)表3-3。 ⑷ 的機(jī)械加工 粗車(chē)： 2Z=8.6 半精車(chē)： 2Z=1.0 磨削： 2Z=0.4 具體工序尺寸見(jiàn)表3-4。 表3-3 工序尺寸表 工序 名稱(chēng) 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(mm) 工序間 公差等級(jí) 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 磨削 0.4 IT7 52 半精車(chē) 0.6 IT8 52.4 粗車(chē) 1 IT12 53 毛坯面 IT16 55 表3-4 工序尺寸表 工序 名稱(chēng) 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(mm) 工序間 公差等級(jí) 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 磨削 0.4 IT7 45 半精車(chē) 1.0 IT8 45.4 粗車(chē) 6.9 IT12 46.4 毛坯面 IT16 53.4 ⑸ 的機(jī)械加工 粗車(chē)： 2Z=8.6 半精車(chē)： 2Z=1.0 磨削： 2Z=0.4 具體工序尺寸見(jiàn)表3-5。 ⑹ 鉆削 六個(gè)Φ14孔 毛坯為實(shí)心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之間（參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量為： 鉆孔Φ13.8mm 鉸孔：Φ14 2Z=0.15 具體工序尺寸見(jiàn)表3-6 表3-5 工序尺寸表 工序 名稱(chēng) 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(mm) 工序間 公差等級(jí) 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 磨削 0.4 IT7 39 半精車(chē) 1.0 IT8 39.4 粗車(chē) 6.1 IT12 40.4 毛坯面 IT16 46.5 表3-6 工序尺寸表 工序 名稱(chēng) 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(mm) 工序間 公差等級(jí) 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 鉸孔 0.2 IT10 14 鉆孔 13.8 IT12 13.8 ⑺ 車(chē)削臺(tái)階 具體工序尺寸見(jiàn)表3-7。 表3-7 工序尺寸表 工序 名稱(chēng) 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(mm) 工序間 公差等級(jí) 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 粗車(chē) 56 IT12 112 毛坯 IT16 166 ⑻ 車(chē)削96.5臺(tái)階面 具體工序尺寸見(jiàn)表3-8。 ⑼ 鉆削 Φ10孔 毛坯為實(shí)心，而孔的精度要求界于IT2~IT3之間（參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量為： 鉆孔Φ10mm。 表3-8 工序尺寸表 工序 名稱(chēng) 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(mm) 工序間 公差等級(jí)μm 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 半精車(chē) 0.6 IT8 52.4 粗車(chē) 69 IT12 53 毛坯面 IT16 55 4 選擇加工設(shè)備 4.1選擇機(jī)床 ⑴ 工序00是銑削左端面由于花鍵的直徑和長(zhǎng)度都不是很大，所以選擇XA6132型花鍵銑床加工。 ⑵ 工序10、工序30 是粗車(chē)和半精車(chē)外圓，在這幾個(gè)個(gè)工序中，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選擇臥式車(chē)床就可以滿足要求，本零件外廓尺寸不是很大，精度要求不是很高，選用最常用的C620-1型臥式車(chē)床即可。 ⑶ 工序40 銑花鍵加工，在本工序中，由于花鍵的直徑和長(zhǎng)度都不是很大，所以選擇XA6132型花鍵銑床加工。 ⑷ 工序50 以盤(pán)的頂部的臺(tái)階定位，鉆絞6個(gè)的孔，由于半軸的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以采用多軸立式鉆床。 ⑸ 工序100、工序110 磨削Φ39.5、Φ45和Φ52外圓表面，由于磨削的都是外圓表面，粗糙度為0.8，所以選用M1331外圓磨床。 4.2選擇夾具 本零件由粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)、鉆孔和磨削等工序組成，由于零件的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以在鉆孔這個(gè)工序需要專(zhuān)用夾具，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)兩套專(zhuān)用夾具，以滿足加工過(guò)程中加工的要求，其他工序使用通用夾具。 4.3選擇刀具 ⑴ 在車(chē)床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車(chē)刀，選用YT類(lèi)硬質(zhì)合金，粗加工選用YT5,半精加工選用YT15，精加工用YT30，為提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)性，可以選用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀（GB5313.1-85，GB5343.2-85）。 ⑵ 鉆的6個(gè)小孔，可以選擇麻花鉆加工。 4.4選用量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：第一，按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法極限誤差選擇。選擇是按一種方法即可。 4.4.1選擇各外圓加工面的量具 工序Ⅺ磨削Φ39.5、Φ45和Φ52外圓表面時(shí)，現(xiàn)在按計(jì)量器具的不確定度選擇該表面加工時(shí)所用量具：該尺寸公 差為T(mén)=0.039，按表5.1-1，計(jì)量器具不確定度允許值我們確定U=0.009。根據(jù)表5.1-2，分度值 0.02 的游標(biāo)卡尺，其不確定數(shù)值允許值不能選用。必須選擇，故應(yīng)選擇分度值0.01 的外徑百分尺（U=0.006）。從表5.2-9中選擇測(cè)量范圍為100~125 ，分度值為0.01 的外徑百分尺。 4.4.2 選擇加工孔用量具 孔加工量具我們將采用組合量具，在后面設(shè)計(jì)中具體介紹。 5 確定切削用量和基本時(shí)間 切削用量一般包括切削深度，進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)，確定方法是先確定切削深度、進(jìn)給量在確定切削速度。 5.1工序00銑削用量及基本時(shí)間的確定 5.1.1 選擇刀具 根據(jù)表3.1，銑削深度≤4，端面刀直徑為80，。但已知銑刀銑削深度為38，故應(yīng)根據(jù)銑削深度，。由于采用標(biāo)準(zhǔn)的鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)為6（表3.9） 5.1.2 選擇切削用量 ⑴ 選擇每齒的進(jìn)給量 根據(jù)XA6132型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7.5，中等剛度。 根據(jù)表3.3，選擇 ⑵ 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的磨損量為0.6，刀具壽命。 ⑶ 選擇實(shí)際切削速度 根據(jù)XA6132型銑床說(shuō)明書(shū)選擇，。 因此實(shí)際的切削速度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 =9.42 =0.27 ⑷由于銑削量比較小，功率滿足要求 ，所以不進(jìn)行驗(yàn)算。最后選擇，。9.42，。 5.1.3 計(jì)算基本的工時(shí) 式中，L= ，l=38,根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則 L=38+20=58，故 =0.97min 5.2工序10切削用量及基本時(shí)間的確定 5.2.1 切削用量 本工序?yàn)榇周?chē)。已知加工材料為40Cr，=700MPa，鍛件，機(jī)床為C620-1型臥式車(chē)床，工件裝卡在三爪自定心卡盤(pán)中。 5.2.1.1 確定粗車(chē)的切削用量 所選用的刀具是硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》第一部分表，由于C620-1機(jī)床的中心高度是200mm（表），故選用刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表，選擇車(chē)刀的幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓角半徑=0.8。 ⑴ 確定切削深度 由于單邊余量為0.5，可在一次走刀完成 ==0.5 ⑵ 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表，在粗車(chē)時(shí)，刀桿尺寸為16mm×25mm，≦3mm、工件直徑為40～60時(shí)， =0.4～0.7 確定的進(jìn)給量要滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度的要求，故需要進(jìn)行校核： 根據(jù)表，C620-1機(jī)床機(jī)構(gòu)的允許的進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表，當(dāng)40Cr的=680～810Map，≦2mm，≦0.53，切削速度=65（假設(shè)），進(jìn)給力=905N。 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選擇的=0.4，可用。 ⑶ 選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表，車(chē)刀后刀面的最大的磨損量取1mm，可轉(zhuǎn)位車(chē)刀耐用度T=30min。 ⑷ 確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可以查表。現(xiàn)在用查表的方法確定切削速度。 根據(jù)表，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工=600～700MPa，的鋼材，，切削速度。 切削速度的修正系數(shù)為 故： 按 機(jī)床切削速度（表4.2-8），選擇 則實(shí)際的切削速度。 ⑸檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表1.24*，當(dāng)， 故實(shí)際的切削的功率為： 由《切削手冊(cè)》表1.30中機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知，C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW，機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 5.1.1.2 確定粗車(chē)的刀具加工外圓表面和一樣，加工皆可一次走刀完成，0.4，1 5.1.1.3 確定粗車(chē)的切削用量 確定粗車(chē)的刀具加工外圓表面和一樣 ⑴ 確定切削深度 由于單邊余量為0.5，可在一次走刀完成 ==3.5mm 分2次走刀，每次走刀為1.75。 ⑵ 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表，在粗車(chē)時(shí)，刀桿尺寸為16×25，≦3、工件直徑為40～60時(shí)， =0.4～0.7 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選擇的=0.4，可用。 ⑶ 選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表，車(chē)刀后刀面的最大的磨損量取1mm，可轉(zhuǎn)位車(chē)刀耐用度T=30min。 ⑷ 確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可以查表?，F(xiàn)在用查表的方法確定切削速度。 根據(jù)表，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工=600～700MPa，的鋼材，，切削速度。 切削速度的修正系數(shù)為 故： 按機(jī)床切削速度（表4.2-8），選擇 則實(shí)際的切削速度。 ⑸ 檢驗(yàn)機(jī)床功率 當(dāng)， 故實(shí)際的切削的功率為： 由《切削手冊(cè)》表1.30中機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知，C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW，機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 確定粗車(chē)外圓、和臺(tái)階面的切削用量 才用車(chē)外圓的刀具加工這些外圓表面和臺(tái)階面，車(chē)的=3。分2次走刀，每次走刀為1.5，車(chē)臺(tái)階面采用橫向進(jìn)給，，采用2次走刀，每次走刀為1.75，車(chē)臺(tái)階面采用橫向進(jìn)給， 采用2次走到，每次走刀為1。車(chē)外圓的，車(chē)臺(tái)階面，車(chē)外圓臺(tái)階面。 5.2.2 基本時(shí)間 5.2.2.1 確定的基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車(chē)外圓的基本時(shí)間： 式中 則 5.2.2.2 確定的基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車(chē)外圓的基本時(shí)間： 式中 則 5.2.2.3 確定的基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車(chē)外圓的基本時(shí)間： 式中 則 5.2.2.4 確定的基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車(chē)外圓的基本時(shí)間： 式中 則 5.2.2.5 確定的臺(tái)階面基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車(chē)外圓的基本時(shí)間： 式中 則 5.2.2.6 確定的臺(tái)階面基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車(chē)外圓的基本時(shí)間： 式中 則 5.3工序30切削用量及基本時(shí)間的確定 5.3.1 切削用量 本工序?yàn)榘刖庸ぃㄜ?chē)軸的外表面）。已知條件與粗加工工序一樣。 5.3.1.1 確定半精車(chē)的切削用量 ⑴ 確定切削深度 由于單邊余量為0.5，可在一次走刀完成 ==0.3mm ⑵ 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表，在粗車(chē)時(shí)，刀桿尺寸為16mm×25mm，≦3mm、工件直徑為40～60時(shí)， =0.4～0.7 選擇進(jìn)給量為 由于半精加工切削力教小，故不需要校核機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度 ⑶ 選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表，車(chē)刀后刀面的最大的磨損量取0.4mm，可轉(zhuǎn)位車(chē)刀耐用度T=30min。 ⑷ 確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可以查表。現(xiàn)在用查表的方法確定切削速度。 根據(jù)表，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工=630～700MPa，的鋼材，，切削速度。 切削速度的修正系數(shù)為 故： 按機(jī)床切削速度（表4.2-8），選擇 則實(shí)際的切削速度。 半精加工，機(jī)械功率可以不進(jìn)行校核。 最后決定的切削用量為： 5.3.1.2 確定半精車(chē)及的臺(tái)階面的切削用量，車(chē)外圓的，外圓的，的臺(tái)階面的。車(chē)外圓及的 。 5.3.2 基本時(shí)間 5.3.2.1 確定的基本時(shí)間： 5.3.2.2 確定的基本時(shí)間： 5.3.2.3 確定半精車(chē)外圓的基本時(shí)間： 5.3.2.4 確定半精車(chē)臺(tái)階面的基本時(shí)間： 5.4工序40銑削用量及基本時(shí)間的確定 5.4.1 選擇刀具 本工序?yàn)殂娤骰ㄦI，選用花鍵銑刀。 5.4.2 選擇切削用量 ⑴ 選擇每齒的進(jìn)給量 根據(jù)XA6132型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7.5，中等剛度。 根據(jù)表3.3，選擇 ⑵ 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的磨損量為0.6，刀具壽命。 ⑶ 選擇實(shí)際切削速度 根據(jù)XA6132型銑床說(shuō)明書(shū)選擇，。 因此實(shí)際的切削速度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 =9.42 =0.27 ⑷ 由于銑削量比較小，功率滿足要求 ，所以不進(jìn)行驗(yàn)算。最后選擇，。9.42，。 5.5工序50鉆削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@孔，刀具選用錐柄麻花鉆頭，直徑為，鉆6個(gè)通孔，使用切削液。 1 鉆削六個(gè)Φ14的孔 ⑴ 選擇刀具和機(jī)床 查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，選擇d=13.8mm的H12級(jí)高速鋼麻花鉆，GB1438-85。機(jī)床選擇立式鉆床Z535。 ⑵ 選擇切削用量 ①進(jìn)給量f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7，取f=0.31~0.37mm/r, 查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2—16，所以，取 f= 0.36mm/r 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.19 ,可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f ≤0.47mm/r，d≤117.5mm時(shí)，軸向力F=6090N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故F=6090N。根據(jù)立式鉆床Z535說(shuō)明書(shū)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力F=15696N, 由于F≤F， 故 f=0.36mm/r可用。 ②切削速度v 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2—15，根據(jù)f=0.36mm/r和鑄鐵硬度為200~217HBS,取v=12m/min。 n===276r/min 根據(jù)立式鉆床Z535說(shuō)明書(shū)，可以考慮選擇選取：n=275r/min，降低轉(zhuǎn)速，使刀具壽命上升，所以， v===11.9m/min ③決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12，當(dāng)d=13.8時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8，故刀具壽命T=15min。 ④檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.21，當(dāng)f=0.41/r，d≤16。查得M=25.5N.m，根據(jù)立式鉆床Z535說(shuō)明書(shū)，當(dāng)n=300r/min，M=72.6N.m，故M< M，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.23，P=1.0kw, 根據(jù)立式鉆床Z535說(shuō)明書(shū)， P=4.5kw，故P< P。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 f=0.34/r，n=300r/min，v=13m/min。 ⑤計(jì)算基本工時(shí) t=，式中，L=l+y+△，l=14mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.29，y+△=7，所以，L= 10+5 = 15。 t=== 0.15min。 因有六個(gè)孔，所以 t=6×0.15= 0.9min。 2．鉸Φ14H10孔 ⑴ 選擇刀具和機(jī)床 查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，選擇d=14mm的H10級(jí)高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，GB1133-84。機(jī)床選擇立式鉆床Z535。 ⑵ 選擇切削用量 ①進(jìn)給量f 查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.11及表2.24，并根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)取f=0.65~1.35/r，所以，取 f=0.72/r ②切削速度v 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.24，取v=7m/min。 n===159r/min 根據(jù)立式鉆床Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)選?。簄=195r/min，所以， v===8.57m/min ③決定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12，當(dāng)d=14時(shí)，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具壽命T=60min。因此，所選擇的切削用量： f=0.72/r，n=195r/min，v=8.57m/min。 ④計(jì)算基本工時(shí) t=，式中，L=l+y+△，l=10，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.29，y+△=7，所以，L=10+7=17。 t===0.12min。 因有六個(gè)孔，所以 t=6×0.12=0.72min 5.6工序60鉆削與垂直軸線的的孔 ⑴ 選擇刀具和機(jī)床 查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，選擇d=10mm的H12級(jí)高速鋼麻花鉆，GB1438-85。機(jī)床選擇立式鉆床Z535。 ⑵ 選擇切削用量 ① 進(jìn)給量f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7，取f=0.22~0.28/r, 查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2—16，所以，取 f= 0.25/r 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.19 ,可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f ≤0.28mm/r，d≤12mm時(shí)，軸向力F=3000N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故F=3000N。根據(jù)立式鉆床Z535說(shuō)明書(shū)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力F=15696N, 由于F≤F， 故 f=0.25/r可用。 ② 切削速度v 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2—15，根據(jù)f=0.25/r和鑄鐵硬度為200~217HBS,取v=25m/min。 n===796r/min 根據(jù)立式鉆床Z535說(shuō)明書(shū)，可以考慮選擇選?。簄=750r/min，降低轉(zhuǎn)速，使刀具壽命上升，所以， v===23.55m/min ③ 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12，當(dāng)d=10時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為0.5mm，故刀具壽命T=35min。 ④ 檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.21，當(dāng)f0.33/r，d≤11.1。查得M=20.49N.m，根據(jù)立式鉆床Z535說(shuō)明書(shū)，當(dāng)n=750r/min，M=30N.m，故M< M，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.23，P=1.0kw, 根據(jù)立式鉆床Z535說(shuō)明書(shū)， P=4.5kw，故P< P。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 f=0.25/r，n=750r/min，v=23.55m/min。 ⑤ 計(jì)算基本工時(shí) t=，式中，L=l+y+△，l=14，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.29，y+△=7，所以，L= 10+5 = 15。 t=== 0.08min。 5.7工序70攻螺紋M6 公制螺紋M6切削用量為： 所以 按機(jī)床選取，則。 機(jī)動(dòng)加工時(shí) ==0.26 5.8工序110磨削外圓表面及左端面 5.8.1 確定磨削的磨削用量 5.8.1.1 選擇砂輪 見(jiàn)《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 其含義是：砂輪磨料為白剛玉，粒度為16，硬度為中軟級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為。 5.8.1.2 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速，（雙行程）。 軸向進(jìn)給量 工件速度 徑向進(jìn)給量 5.8.1.3 切削工時(shí) 式中 L 加工長(zhǎng)度40.5 單邊加工余量，0.5 系數(shù)，1.55 工作臺(tái)移動(dòng)速度 工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 =0.00837 5.8.2 確定磨削的磨削用量 已知條件與上面一樣，現(xiàn)在來(lái)計(jì)算切削工時(shí) = =0.00837 5.8.3 確定磨削的磨削用量 已知條件與上面一樣，現(xiàn)在來(lái)計(jì)算切削工時(shí) ==0.00372 6 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具 和老師商量后決定，設(shè)計(jì)2套專(zhuān)用夾具，第一套用來(lái)車(chē)削外圓的頂尖夾具，第二套用來(lái)鉆孔的專(zhuān)用夾具，車(chē)削刀具為硬質(zhì)合金車(chē)刀，鉆孔為高速鋼麻花鉆，它們分別對(duì)工件進(jìn)行加工。我們先設(shè)計(jì)車(chē)削夾具，后在設(shè)計(jì)鉆孔夾具。 6.1車(chē)削頂尖夾具的設(shè)計(jì) 6.1.1 問(wèn)題的提出 夾具的種類(lèi)很多，有通用夾具，專(zhuān)用夾具和組合夾具等，本夾具是用來(lái)車(chē)削粗車(chē)和半精車(chē)半軸的外圓和臺(tái)階面的，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們?cè)O(shè)計(jì)基準(zhǔn)為半軸左右兩邊的的頂尖位置，作為主要的基準(zhǔn)。 在刀具方面我們選用硬質(zhì)合金車(chē)刀刀具加工。 6.1.2 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件 工件上的加工為車(chē)削軸的外圓，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響，所以根據(jù)半軸本身的加工特點(diǎn)來(lái)選擇定位的方式。 由于半軸的長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)，而直徑較小，所以給車(chē)削加工的夾具設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難，而且不加工表面的粗糙度又較大，所以選擇在不加工表面夾緊定位加工時(shí)不能夠滿足要求的，所以我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來(lái)實(shí)現(xiàn)定位加工。 6.1.3夾緊力計(jì)算： 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在車(chē)削加工過(guò)程中切削力為圓周切削分力，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算徑向切削分力和軸向切削分力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時(shí)所需要的夾緊力。即：，即：，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-1得：；；1.15；；；；，所以=2.691。查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-7得：，表1-2-8得，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-1得：；；；；，所以=1.9。所以因此，實(shí)際所需要的夾緊力為。 由于兩端是頂尖裝夾，左頂尖直接裝夾在機(jī)床尾座上，有頂尖裝夾在機(jī)床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 6.2繪制夾具總體圖 當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。 繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。 6.3鉆孔專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 6.3.1 問(wèn)題的提出 本夾具是用來(lái)加工半軸右邊圓盤(pán)上面6個(gè)的孔，由于我們選擇在立式鉆床上加工，所以選擇的定位基準(zhǔn)是圓盤(pán)上面的臺(tái)階面，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，我們要滿足一些基本要求：應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單具有良好的工藝性，尺寸穩(wěn)定和便于排屑等。 為了提生產(chǎn)效率，我們選用高速鋼麻花鉆刀具加工。 6.3.2 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件 工件上的加工孔為通孔，沿孔軸線方向的自由度可不予以限制，但是為增強(qiáng)加工時(shí)工件的剛性，必定限制孔軸線方向的自由度，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響。 由于工件在鉆Φ14mm孔時(shí)，采用圓盤(pán)上面的臺(tái)階面定位，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準(zhǔn)重合原則。為實(shí)現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：用鉆磨板與臺(tái)階面直接接觸，在用兩邊的螺栓夾緊，可以限制工件的6個(gè)不定度，達(dá)到完全定位。工件下面直接放在座子上面起輔助支承，不起定位作用。 6.3.3 夾緊力計(jì)算： 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過(guò)程中切削力分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算軸向切削力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時(shí)所需要的夾緊力。即：，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-1得：；；1.15；；；；，所以=2.691。查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-7得：，表1-2-8得，，鉆頭的直徑為d=Φ9.8mm，所以，。因此，實(shí)際所需要的夾緊力為。 夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率為，單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力為：，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-20，得=18.67mm，表1-2-21，得=11.0255mm，，表1-2-22，得。。==2222.34N。則作用在活動(dòng)壓塊上的夾緊力為：夾緊機(jī)構(gòu)受力如圖2所示。 所以 == 53088 圖2 夾緊機(jī)構(gòu)受力示意圖 因 ＜，所以該螺旋機(jī)構(gòu)能滿足鉆削加工要求。 6.4繪制夾具總體圖 當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。 繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。 7 位置量規(guī)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)下圖所示的位置量規(guī)。 ㈠ 結(jié)構(gòu)分析 1 分析 ⑴ 零件有一處位置公差要求 1)基準(zhǔn)F 2)基準(zhǔn)G ⑵ 被測(cè)要素均為中心要素,且遵守相關(guān)原則。 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作部位本例按同時(shí)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)。位置量規(guī)設(shè)計(jì)成主體量規(guī)和輔助(活動(dòng))量規(guī)。 技 術(shù) 要 求 材料 倒棱0.5去毛刺 40 圖1-1 工件 ⑴ 主體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-2（有關(guān)工作部位尺寸由計(jì)算決定）。 ⑵ 量規(guī)（活動(dòng)）輔助量規(guī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖將在圖紙上面繪制。 ㈡ 工作部位尺寸計(jì)算 ⑴ 量規(guī)公差 根據(jù)，分別由表4-3和表4-4 序號(hào)查得 ⑵ 按公式計(jì)算位置量規(guī)工作部分尺寸 （由工作者確定，現(xiàn)若取為14） 圖1-2 主體量規(guī) 一 夾具設(shè)計(jì) 在機(jī)械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗(yàn)工序等，使用著大量的夾具。利用夾具，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工精度，減少?gòu)U品；可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件。因此，夾具是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要的工藝裝備。按夾具的應(yīng)用范圍分類(lèi)有：通用夾具、專(zhuān)用夾具、成組夾具、組合夾具；按夾具上的動(dòng)力源分類(lèi)有：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具、切削力及離心力夾具。 （一）夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論 一個(gè)好的機(jī)床夾具，首先要保證能加工出合格的產(chǎn)品。為此，所設(shè)計(jì)的夾具首先應(yīng)滿足以下兩項(xiàng)要求： (1)在未受外力作用時(shí)，加工件對(duì)刀具和機(jī)床應(yīng)保持正確的位置，即加工件應(yīng)有正確的定位。(2)在加工過(guò)程中，作用于加工件上的各種外力，不應(yīng)當(dāng)破壞加工件原有的正確定位即對(duì)加工件應(yīng)有正確的夾緊。 （二）定位原理 在機(jī)械加工中，我們要求加工出來(lái)的表面．對(duì)加工件的其它表面保持規(guī)定的位置尺寸。因?yàn)榧庸け砻媸怯汕邢鞯毒吆蜋C(jī)床的綜合運(yùn)動(dòng)所造成，所以在加工時(shí)，必須使加工件上的規(guī)定表面(線、點(diǎn))對(duì)刀具和機(jī)床保持正確的位置才能加工出合格的產(chǎn)品。 ⑴ 定位原理 把加工件上的規(guī)定表面(線、點(diǎn))與夾具上的規(guī)定表面(線、點(diǎn))相互靠住的這一措施，叫做夾工件在夾具中的定位。該加工件上的這種規(guī)定表面(線、點(diǎn))稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。 ⑵ 定位基本原理在夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 自由物體定位的基本原理：自由的物體，它對(duì)三個(gè)互相垂直的坐標(biāo)面來(lái)說(shuō)，有六種活動(dòng)的可能性，其中三種是移動(dòng)，三種是轉(zhuǎn)動(dòng)，習(xí)慣上，我們把這種活動(dòng)的可能性稱(chēng)為自由度。當(dāng)物體的六個(gè)自由度被完全限制后，該物體在空間的位置也就完全確定了，所以定位就是限制自由度；在夾具中限制加工件的自由度在夾具中，使加工件的規(guī)定表面與定位元件接觸，就能限制自由度。定位元件所能限制的自由度數(shù)與定位元件的形式、數(shù)量及布置情況有關(guān)；夾具中的超定位如果兩種定位元件均能限制加工件的同一個(gè)自由度時(shí)，就發(fā)生了超定位，超定位能產(chǎn)生一些不良后果。如使定位不穩(wěn)定，降低了定位精度；因加工件定位基準(zhǔn)間的誤差，使加工件裝不進(jìn)夾具等。在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免超定位。 （三）夾緊原理 在生產(chǎn)實(shí)踐中，盡管定位方式是合理的，但由于夾緊狀態(tài)不良(即夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn)和支承的位置選擇不當(dāng))可能出現(xiàn)如下問(wèn)題：①加工件飛出夾具，打壞刀具，造成安全事故；②加工出來(lái)的位置尺寸不準(zhǔn)確；③ 加工表面產(chǎn)生形位公差(如不平度、不垂直度)；① 加工表面粗糙度高等。因此，當(dāng)加工件正確定位后．還需要獲得良好的夾緊狀態(tài)。使加工件獲得良好的夾緊狀態(tài)的措施，叫做正確的夾緊。 ⑴ 加工件的正確夾緊原則 1.在夾緊過(guò)程中，如何克服重力的影響，把加工件壓回正確位置，是正確夾緊原則之一。所以在考慮定位方案及設(shè)置定位支承時(shí)，應(yīng)盡可能使支承反力與重力不構(gòu)成力偶，使加工件重心位于支承范圍內(nèi)。 2.在夾緊過(guò)程中，如何使已獲得正確定位的加工件不脫離正確位置，是正確夾緊原則之二。所以，在制定夾緊方案時(shí)，應(yīng)盡可能避免夾緊力與支承反力構(gòu) 成力偶。 3.在夾緊過(guò)程中，如何使加工件不產(chǎn)生超出允許范圍的變形，是正確夾緊原則之三。所以在制定夾 緊方案時(shí)，對(duì)于剛性較差的加工件，應(yīng)盡可能避免產(chǎn)生或應(yīng)盡可能減小由夾緊力產(chǎn)生的彎曲力矩。 4.在切削過(guò)程中，如何避免加工件發(fā)生不能允許的振動(dòng)，是正確夾緊原則之四。所以，在制定夾緊方案時(shí)，對(duì)于剛性較差的加工件，應(yīng)盡可能避免產(chǎn)生或應(yīng)盡可能減小由切削力產(chǎn)生并作用于加工件上的彎曲力矩。 5.如何使平衡切削力所需要的夾緊力最小，是正確夾緊原則之五。所以，在制定夾緊方案時(shí)，切削力最好由支承反力平衡，而盡可能避免用夾緊力及由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 （四）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具 專(zhuān)用夾具是為完成某一工件的某一工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的工藝設(shè)備。與組合夾具相比，專(zhuān)用夾具具有以下特殊的優(yōu)點(diǎn)：(1)能確保工件的加工精度；(2)總體方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)；(3)操作方便，能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；(4)便于排屑，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)需要耗費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的夾具設(shè)計(jì)人員來(lái)完成，勞動(dòng)量大，效率低。20世紀(jì)80年代以來(lái)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到夾具設(shè)計(jì)中一直是機(jī)械領(lǐng)域研究的課題之一。傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)理論與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而開(kāi)發(fā)出的各種CAFD系統(tǒng)成為專(zhuān)用夾具新的設(shè)計(jì)方法。 最初的交互式設(shè)計(jì)系統(tǒng)是由設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)單應(yīng)用CAD軟件的圖形功能，建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)夾具元件數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇元件，并裝配成夾具。隨后開(kāi)發(fā)的CAFD系統(tǒng)建立了定位方法選擇、工件信息檢索等模塊，大大提高了CAFD系統(tǒng)的實(shí)用性。這些都是基于二維平臺(tái)開(kāi)發(fā)的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維繪圖成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的有力工具。多數(shù)三維繪圖軟件都建立了標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，同時(shí)允許用戶建立自己的元件庫(kù)。這為交互式夾具設(shè)計(jì)提供了更好的平臺(tái)交互式夾具設(shè)計(jì)步驟以傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)步驟為基礎(chǔ)。首先根據(jù)工件特征、工序信息及夾具信息，調(diào)用有關(guān)的程序和數(shù)據(jù)協(xié)助技術(shù)人員來(lái)完成夾具的定位方案、導(dǎo)向方案、夾緊方案的設(shè)計(jì)，并通過(guò)人機(jī)交互的方式完成各功能元件和部件的選擇和設(shè)計(jì)。然后進(jìn)入三 維繪圖環(huán)境，采用人工交互的方式進(jìn)行參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，以獲得尺寸滿足要求的零件和部件，裝配后繪出裝配圖和零件圖。交互式夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)適合于開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和需要加工新工件、沒(méi)有已有夾具信息可以利用的情況。對(duì)于大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，待加工的工件相似性高，因此要設(shè)計(jì)的夾具只需要在尺寸或結(jié)構(gòu)上進(jìn)行部分修改，這就使夾具設(shè)計(jì)中重復(fù)性工作多，需要繁瑣的人工繪圖工作。如何充分利用已有夾具信息成為CAFD系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此基于實(shí)例推理的夾具設(shè)計(jì)理論得到了發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。 CAPP在世界范圍內(nèi)掀起的熱潮，又由于工藝和夾具的密切聯(lián)系而后者又有其獨(dú)立性，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)。FMS和CIMS的興起和開(kāi)發(fā)，迫切需要柔性?shī)A具實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)準(zhǔn)備。同時(shí)，以計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的夾具信息系統(tǒng)是CIMS中信息集成的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已開(kāi)發(fā)的夾具設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)是目前比較成熟的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)可歸納為四種方法：部分自動(dòng)化的夾具設(shè)計(jì)、夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)(AFD)法、參數(shù)夾具設(shè)計(jì)、據(jù)已有夾具方案進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。 （五）夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 由于CAD/CAM系統(tǒng)的迅速發(fā)展以及越來(lái)越廣泛使用的多軸CNC機(jī)床，使得對(duì)形狀復(fù)雜工件的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程控制的自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高。因此對(duì)夾具設(shè)計(jì)方法提出了更高的要求，它不僅能將CAD/CAM系統(tǒng)有效地聯(lián)接起來(lái)，同時(shí)應(yīng)能適用于各種形狀的工件。以組合夾具元件為基礎(chǔ)的夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)(AFD)將是夾具設(shè)計(jì)的一個(gè)主要發(fā)展趨向。組合夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)可分為兩種類(lèi)型，一種是在CAD基礎(chǔ)上的擴(kuò)展系統(tǒng)；另一種是經(jīng)驗(yàn)法則的專(zhuān)家系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)目前都還不完善，為了將這些設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，必須建立更大數(shù)量的“規(guī)則”以擴(kuò)展專(zhuān)家系統(tǒng)；在理論上通過(guò)分析研究工件和夾具間關(guān)系的基本規(guī)律，建立起一些新的理論基礎(chǔ)；另外，在開(kāi)發(fā)、研究AFD軟件系統(tǒng)的同時(shí)，夾具硬件設(shè)計(jì)的研究也必須同時(shí)進(jìn)行，以增強(qiáng)整個(gè)夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度。 另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為夾具設(shè)計(jì)提供了有利的工具。CAFD系統(tǒng)已經(jīng)從對(duì)二維繪圖軟件的二次開(kāi)發(fā)發(fā)展到實(shí)現(xiàn)與三維繪圖軟件的集成設(shè)計(jì)，使夾具的結(jié)構(gòu)表達(dá)更清晰。三維繪圖軟件成為CAFD 的有利工具。隨著CIMS、并行工程和敏捷制造技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)CAFD的需求也越來(lái)越迫切 。歸納目前CAFD系統(tǒng)的研究方向主要包括以下幾個(gè)方面： (1)集成化。CAFD是生產(chǎn)準(zhǔn)備的重要部分。確定該工序所使用的夾具，給出夾具的裝配圖和零件圖是連接CAD 與CAM 的橋梁。集成化的CAFD應(yīng)首先實(shí)現(xiàn)與CAPP的集成。集成化是CAFD系統(tǒng)發(fā)展的必然方向，是企業(yè)信息集成的必然要求。 (2)標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化是提高CAFD 系統(tǒng)適應(yīng)性和促進(jìn)集成的基礎(chǔ)。功能模塊標(biāo)準(zhǔn)化將有利于實(shí)現(xiàn)CAFD系統(tǒng)與CAPP的集成。 (3)并行化。以往的CAFD總是在CAPP制定完所有工序之后才開(kāi)始進(jìn)行，并行化則強(qiáng)調(diào)CAFD 與CAPP并行實(shí)現(xiàn)。CAFD并行化的發(fā)展將更加提高夾具設(shè)計(jì)效率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 小結(jié) 半軸的工藝及工裝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中，主要完成了加工工藝過(guò)程的編制，設(shè)計(jì)了2套夾具，一套是用來(lái)車(chē)削半軸的外圓，另一套是用來(lái)鉆削半軸圓盤(pán)上的6個(gè)均勻分布的小孔，最后設(shè)計(jì)了組合量規(guī)。 參考文獻(xiàn) [1] 王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996.1～134,207～249. 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