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畢業(yè)設計用紙 油閥座零件工藝規(guī)程及工裝設計 0 引言 夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設備。裝夾最重要的標準是位置精度、工件穩(wěn)定性、最小工件變形和最小位移，以及夾具和切割工具之間無干涉等要求。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設計在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質量，生產率和制造成本。在機床上加工工件時，為了保證工件在該工序所加工的表面能達到圖紙上規(guī)定的尺寸及位置精度等技術要求，必須使得工件相對于刀具和機床占有正確的加工位置（即工件的定位），并把工件壓緊夾牢，以便在加工過程中，工件受到切削力、離心力的作用及沖擊、振動等影響時，能保持這個確定了的位置穩(wěn)定不變（即工件的夾緊）。在機床上對工件進行定位和夾緊，稱做裝夾。一切能使工件在機床上實現定位和夾緊的工藝裝置，一般稱為機床夾具，簡稱夾具。 機床夾具按專門化程度分通用夾具、專用夾具、可調整夾具、專門化拼裝夾具和自用化生產用夾具。通用夾具是指已經標準化，且具有較大適用范圍的夾具。它由專業(yè)廠生產供應，有的已作為機床附件與通用機床配套，這類夾具主要用于單件小批生產。專用夾具是根據零件工藝機械加工過程中的某一道工序而專門設計的夾具。由于不考慮通用性，故結構緊湊、操作方便。這類夾具可保證高的加工精度和生產率。但這類夾具的針對性很強。本文通過分析注油器油閥座零件的結構特點和加工要求，制定了一套較合理的夾具設計，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經濟實用的工藝裝備，具有一定的實用價值。對于夾具設計來說，最重要的就是定位、夾緊方案的確定。通過對各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡潔的裝置。 1零件的分析 1.1零件的生產類型 該油閥座的實際生產綱領： N=Qn（1+α+β） =5×1×（1+3%+1%） =5.495（萬件） 該零件的生產規(guī)模劃規(guī)為大批量生產。 1.2 零件的作用 油閥座是鑿巖機注油器上的重要零件。左端通過Rc3/4與主機聯接；右端以Ф63mm外圓定位與油壺殼體相連，一管套穿過油壺殼體與Ф24.5+0.13mm孔焊接，高壓氣體從左端進入閥座，在負壓作用下，油壺內油從Ф2mm孔流至Ф22mm孔與高壓氣體混合后成霧狀從管道噴出。Ф16H10孔裝入油量調節(jié)裝置，缺口標志油量調節(jié)范圍。 1.3 零件的工藝分析 由零件圖得知其材料為ZG45。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及件振性；適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。 該零件上的主要加工面為表面輪廓，兩端面，三個平衡孔和主軸孔。 該零件表面輪廓應在一次裝夾下同時加工出來。該零件三個平衡孔應在一次裝夾下同時加工出來。 有關面和孔加工的經濟精度及機床能達到的位置精度可知，上述技術要求是可達到的，零件的結構工藝性也是可行的。 2工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯 根據零件材料確定毛坯為鑄件。通過計算，該零件質量約為11kg。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型（表1）。又由于主軸孔和三個平衡孔均需鑄出，故還應安放型芯。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 表面輪廓尺寸 63 4+4 71 兩端面 55 6+6 67 平衡孔 16 5．5 10．5 主軸孔 22 6 16 表1 毛坯制 造方法 最大 重量 N 最小壁后 mm 形狀的 復雜性 材 料 生產 方式 精度等級 IT 尺寸公差 值/ mm 表面 粗造度 手工砂 型鑄造 不限制 3～5 最復雜 鐵碳合金屬、有 色金屬及其合金 單件生產及小批生產 14～16 1～8 機械砂型鑄造 至 2500 3～5 最復雜 同上 大批生產 及大量生產 14級 左右 1～3 其他 手工砂型鑄造 余量大，一般為1～10mm;由砂眼和氣泡造成的廢品率高；表面有結砂硬皮，且結構顆粒大；適用鑄造大件；生產率很多 機械砂型鑄造 生產率比手制砂型高數倍至數十倍；設備復雜；但要求工人的技術低；適于制造中小型鑄件 2.2 定位基準的選擇 精基準的選擇：油閥座的主軸孔既是裝配基準又是設計基準，用它作精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。 粗基準的選擇：選擇油閥座的表面作粗基準。 最先進行機械加工的表面是精基準主軸孔。 2.3 加工工藝路線 工序號 工 序 內 容 鑄造 時效 涂底漆 10 粗銑Ф63面和Ф32面 20 精銑Ф63面，精銑Ф32，保證長度55 30 精銑Ф24，保證至定位基準長度為39.6 40 鉆Ф3通孔，保證長度22，鉆Ф5通孔，保證長度6，鉆Ф2通孔，保證長度14 50 鉆孔Ф2為通孔，至端面Ф63于14，并焊封其孔口擴孔Ф22 60 鉆Ф10.5 70 擴孔Ф22 80 擴孔Ф16H10，保證26.6±0.11 90 通孔攻螺紋Rc3/4，保證長度為20，并孔口倒角1*45°，且Ф32端面倒角1*45。 100 鏜Ф16.8+0.24，距Ф24面2.5，寬度為1.1 110 在Ф24面上粗銑135°的缺口，其深度為4，精銑缺口 120 檢驗 130 入庫 2.4 選擇加工設備及刀、夾、量具 由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產方式為通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各機床上的裝卸及各機床的傳送均由人工完成。 粗銑?63mm面和?32mm面選擇X62W萬能銑床，專用銑夾具，百分表。 精銑?63mm，鉆?3mm通孔，保證長度22mm,鉆?5通孔，保證長度6mm,鉆?2通孔，保證長度14mm選擇X62W萬能銑床和Z3025臺式鉆床。 夾住?63mm，精銑?32，保證長度55mm，采用X62W萬能銑床。 擴孔?22mm選擇組合機床，專用擴孔刀和鉸孔刀，百分表。 精銑?24，保證至定位基準長度為39.6mm，選擇X62W萬能銑床。 鉆?10.5，選擇專用鉆夾具，Z3025臺式鉆床。 擴孔?16H10,保證26.6+/_0.11，采用組合機床。 鏜?16.8±0.24/0,距?24面2.5,寬度為1.1鉆?2通孔,至端面?63于14mm,并焊封其孔口，選用C6136，專用車夾具。 在?24面上精銑135°的缺口,其深度為4mm,精銑缺口，采用X62W萬能銑床。 2.5 機械加工余量、工序尺寸 “油閥座”零件材料為45鋼，硬度207～241HBS，毛坯重量約為11kg，生產類型為大批量生產，采用砂型機器造型毛坯。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量、工序尺寸如下： 1. ?63面和?32面 考慮其加工長度為55mm,與其聯結的非加工外圓表面直徑為?32mm,為簡化模鍛毛坯的外形尺寸，現在直接取其外圓表面直徑為?32mm. ?32面為自由尺寸公差，表面粗造為12.5μm,此面余量5mm. 2. 鉆? 5mm、?3mm、 ?2mm、 ?10.5mm 擴孔?16的孔 四內孔精度要求11μm參照《機械制造工藝設計簡明手冊》確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：? 5mm、?3mm、?2mm、? 10.5mm 擴孔：?16mm 2Z=0.22mm 2.6 確定切削用量及基本工時 工序10：粗銑?63面和?32面 1. 加工條件 工件材料：45鋼，砂型機器造型。 加工要求：粗銑?63面及?32面。 機床：X62萬能銑床。 刀具：刀片材料YT15，直徑63mm,總長80mm,孔徑27mm,前角（γ。） 15°,后角（α。）12°,螺旋角(β)40°~45°，齒數（z）6。 2. 計算切削用量 所選用刀具為高速鋼圓柱形銑刀。銑刀直徑d=63mm,寬度L=80mm,齒數z=6. 3. 決定每齒進給量Fz 根據表3.3 X62型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等，粗辭銑刀加工鋼料，查得每齒進給量Fz0.07~0.2mm/z。現取Fz=0.2mm/z。 4. 選擇銑刀磨鈍標準幾耐用度 根據表3.7，圓柱形銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm;銑刀直徑d=63mm,耐用度T=120min(表3.8)。 5. 決定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Fmz 根據表3.27公式計算： 式中： 根據X62型臥式銑床主軸轉速，選擇 n=475r/min=7.9r/s 實際切削速度 v=1.57m/s 工作臺每分鐘進給量為 Fmz=0.2×6×60mm/min=72mm/min 根據X62型銑床工作臺進給量，選擇 Fmz=75mm/min 則實際的每齒進給量為：Fz= =0.2mm/z 6. 效驗機床功率 根據計算公式，銑削時的功率（單位KW）為 ， ， ，， ， =1.78KW X62銑床主電動機的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 7. 基本時間 根據公式 式中 =3.57min=214.2s 工序20：精銑?63面和?32面 1. 切削用量 所選刀具為高速鋼圓柱形銑刀。D=63mm,L=80mm,z=20.機床選用X62型銑床。 2. 確定每齒進給量Fz 根據表每轉進給量Fr=0.5~1.2mm/r,現取Fr=1mm/r,則 3. 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 銑刀后齒刀面最大磨損量為0.25mm;耐用度T=170min 4. 決定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Fmz 計算，得 v=114.6m/min n=597r/min=9.95r/s 根據X62銑床主軸轉速，選擇 N=600r/min=10r/s 實際切削速度v=1.98m/s 工作臺每分鐘進給量為 Fmz=60mm/min 根據X62銑床工作臺進給量，選擇 Fmz =60mm/min 則實際的每齒進給量為 Fz=0.1mm/z 5 基本時間 Tj=2.4min/=144s 工序40、50：鉆? 2、3、5 的孔 1 切削用量 刀具選用直柄麻花鉆，直徑d=2、3、5mmm。使用切削液。 2 確定進給量f 由于孔徑很小，宜采用受動進給。 3 選擇鉆頭磨鈍標準幾耐用度 根據《切削手冊》鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm,耐用度T=15min。 4 確定切削速度v 根據表2.7暫定進給量f=0.2mm/r。由表2.13可查得v=0.4m/s,n=400r/min。根據Z3025立式鉆床機床說明書選擇主軸實際的轉速即可。 5 基本時間的確定 鉆孔基本時間20s。 工序60：鉆?10.5的孔 1 鉆孔φ10.5mm 確定進給量f:根據《切削手冊》2.7，當鋼的σb<800MPa,d=φ10.5mm時，f=0.39~0.47mm/r。由于本零件在加工φ10.5mm孔時屬于低鋼度零件，故進給量乘系數0.75，則 F=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35（mm/r） 根據Z3025機床說明書，現取f=0.25mm/r。 切削速度：根據《切削手冊》表2.13及2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 根據機床說明書，取=195r/min,故實際切削速度為 切削工時 工序70、80：擴孔 1 擴孔φ22，φ16 采用刀具：φ22，φ16專用擴孔鉆。 2 φ22孔 進給量：f=(0.7~0.9)×0.7 =0.49~0.63(mm/r) 查機床說明書，取f=0.5mm/r 機床主軸轉速：取n=80r/min,則其切削速度v=3.45m/min 機動工時 3 φ16 進給量： f=(0.6~0.7)×0.7 =0.42~0.49（mm/r） 查機床說明書，取f=0.5mm/r 機床主軸轉速：取n=80r/min,則其切削速度v=3.54m/min 機動工時 =0.815（min） 工序90：車螺紋 1 車螺紋 Rc3/4 2. 切削速度的計算 刀具壽命T=60min,采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋=0.25，走刀次數i=4;精車螺紋=0.05走到次數i=2 。 所以粗車螺紋時： 精車螺紋時 3 確定主軸轉速 粗車螺紋時 按機床說明書取 n = 235r/min 實際切削速度 19.18m/min 精車螺紋時 按機床說明書取 n=750r/min 實際切削速度 v=61.23m/min 4 切削工時 取切入長度 粗車工時 =0.21（min） 精車工時 所以車螺紋總工時t==0.27min 工序100：鏜槽 1 鏜溝槽φ16.8 確定鏜溝槽的切削用量 選用鏜桿，采用手動進給，主軸轉速n=40r/min=0.67r/s,切削速度v=0.14m/s 工序110：粗、精銑135°槽 1. 計算切削用量 所選用刀具為高速鋼直柄立銑刀。銑刀直徑d=5mm,寬度L=5mm,齒數z=3 2. 決定每齒進給量Fz 根據表3.3 X52型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等，粗辭銑刀加工鋼料，查得每齒進給量Fz0.03~0.15mm/z?，F取Fz=0.1mm/z。 3 選擇銑刀磨鈍標準幾耐用度 根據表3.7，直柄立銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm;銑刀直徑d=5mm,耐用度T=60min(表3.8)。 4 決定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Fmz 根據表3.27公式計算： 式中： 根據X62型臥式銑床主軸轉速，選擇 n=475r/min=7.9r/s 實際切削速度 v=1.57m/s 工作臺每分鐘進給量為 Fmz=0.1×6×60mm/min=36mm/min 根據X62型銑床工作臺進給量，選擇 Fmz=36mm/min 則實際的每齒進給量為：Fz= =0.2mm/z 5 效驗機床功率 根據計算公式，銑削時的功率（單位KW）為 ， ， ，， ， =2.36KW X62銑床主電動機的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 6 基本時間 根據公式 式中 =1.1min=66s 7 切削用量 所選刀具為高速鋼直柄立銑刀。D=5mm,L=4mm,z=4.機床選用X62型銑床。 8 確定每齒進給量Fz 根據表每轉進給量Fr=0.2~0.4mm/r,現取Fr=0.3mm/r,則 9 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 銑刀后齒刀面最大磨損量為0.3mm;耐用度T=60min 10 決定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Fmz 計算，得 v=40.72m/min n=597r/min=9.95r/s 根據X62銑床主軸轉速，選擇 N=600r/min=10r/s 實際切削速度v=1.98m/s 工作臺每分鐘進給量為 Fmz=18mm/min 根據X62銑床工作臺進給量，選擇 Fmz =20mm/min 則實際的每齒進給量為 Fz=0.1mm/z 11 基本時間 Tj=0.8min/=48s 3夾具設計 1、鉆夾具設計 這次設計的夾具為第40道工序和第50道工序-鉆擴Ф5-Ф3，2-Ф2孔夾具。該夾具適用于Z3025翻轉式鉆。 1 確定設計方案 這道工序所加工的孔在Ф63面與55面上，且與Ф63面垂直，按照基準重合原則并考慮到目前只有Ф63面經過加工，為避免重復使用粗基準，應以55面定位，而55面上的Ф2孔也與此相應。又為避免鉆頭引偏，Ф5-Ф3孔與一Ф2孔應在Ф63面上鉆孔，而另一Ф2孔在55面上鉆孔，這就要求鉆孔是面朝上，這給裝夾工件帶來了一定麻煩。 從對工件的結構形狀分析，需在工件中裝上鎖緊螺母，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實現，外圍須加上外框，設置成翻轉式。在此框架上還須加上一個固定V形塊。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，V形塊定位，用鎖緊螺母聯接。 工件以外框（外框為翻轉式）在夾具上定位，限制了3個自由度，其余3個自由度也必須限制。在Ф22孔內插入一個螺母，限制2個自由度；在框體內固定的V形塊也限制1個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便。 本道工序的夾具需要翻轉，若采用氣動或液壓夾緊，則氣管或油管會妨礙操作，故選手動夾緊，是夾具簡單，操作可靠。 2 定位精度分析 表面輪廓是在一次裝夾下完成加工的，位置精度由夾具保證。 三個孔的精度分別由各自的鉆套保證。 取V形塊與夾具體，螺母與夾具體的配合為H7/n6 對定銷與夾具體銷孔，支撐塊銷孔的配合為H7/r6 此外，夾具還應標注形位公差 3 操作說明 夾具使用在Z3025翻轉式鉆床上，加工油閥座表面輪廓曲面及工件里的孔。工件以主軸和表面輪廓分別在外框，螺母和V形塊上定位，另有輔助支撐。采用兩個定位銷，螺釘壓緊工件。鉆完Ф63面上的Ф3孔后，換直徑為5的鉆套，在同時鉆這個面上的一直徑為2的孔，完成后，翻轉90°，鉆55面上的直徑為2的孔。 2、銑夾具設計 這次設計的夾具為第110道工序在Ф24面上粗銑135°的缺口，其深度為4，精銑缺口。 1 確定設計方案 這道工序所加工在圓柱Ф24面上，按照基準重合原則并考慮到目前有Ф22孔，臺階孔Ф3，Ф5經過加工，并以Ф22孔和臺階孔定位。 從對工件的結構形狀分析，需在工件中裝上鎖緊螺母，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實現，外圍須加上外框。在此框架上還須加上階梯銷，用來定位臺階孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用鎖緊螺母聯接。 工件以外框側面和鎖緊螺母，定位銷定位，限制了6個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便。 本道工序的夾具為銑夾具故選手動夾緊，且夾具簡單，操作可靠。 2. 切削力及夾緊力計算 切削力計算： 刀具：高速剛直柄銑刀，?5mm，z=3 F=. 其中： 所以 F= =1128.26(N) F= 水平分力： 1241.086(N) 垂直分力： 338.49 (N) 在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數K=K 式中 K---基本安全系數1.5 K---加工性質系數1.1 K---刀具鈍化系數1.1 K---斷續(xù)切削系數1.1 所以F=KF=1.5×1.1×1.1×1.1×1241.086=2477.83（ N ） 3.定位誤差的計算 加工槽，用的是一孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔，一平面即是零件的右端面，短圓柱銷是水平安裝的。 根據機床夾具設計中的有關計算—二、夾具定位精度的有關計算中的相關公式，得 Δy=0 Δy=(0.13+0) =×0.13 =0.065(mm) （注：通孔直徑：Φ24.5，短圓柱銷的直徑：Φ5，為小間隙配合。） 而通孔與短圓柱銷的軸線距離為23.5，所以說它的最大定位誤差為 Δy=×0 =0.0（mm） 而Δy<<Δy 故，符合定位精度要求。 4.操作說明 夾具使用在X52立式銑床上，加工油閥座圓柱Ф24面上的缺口。工件以主軸和擋板，以及階梯銷定位?？梢砸淮瓮瓿伤枰墓ば?。 3、鏜夾具設計 1 確定設計方案 這道工序所加工在圓柱Ф16孔內，按照基準重合原則并考慮到目前有Ф22孔，臺階孔Ф3，Ф5經過加工，并以Ф22孔和臺階孔定位。 從對工件的結構形狀分析，需在工件中裝上鎖緊螺母，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實現，外圍須加上外框。在此框架上還須加上階梯銷，用來定位臺階孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用鎖緊螺母聯接。 工件以外框側面和鎖緊螺母，定位銷定位，限制了6個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便。 本道工序的夾具為鏜夾具故選手動夾緊，且夾具簡單，操作可靠。 2. 切削力及夾緊力計算 切削力計算： 刀具：鏜桿，?20mm， F=. 其中： 所以 F= =128.26(N) F= 水平分力： 141.46(N) 垂直分力： 42.438(N) 在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數K=K 式中 K---基本安全系數1.5 K---加工性質系數1.1 K---刀具鈍化系數1.1 K---斷續(xù)切削系數1.1 所以F=KF=1.5×1.1×1.1×1.1×141.46=282.48（ N ） 3.定位誤差的計算 加工槽，用的是一孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔，一平面即是零件的右端面，短圓柱銷是水平安裝的。 根據機床夾具設計中的有關計算—二、夾具定位精度的有關計算中的相關公式，得 Δy=0 Δy=(0.13+0) =×0.13 =0.065(mm) （注：通孔直徑：Φ24.5，短圓柱銷的直徑：Φ5，為小間隙配合。） 而通孔與短圓柱銷的軸線距離為23.5，所以說它的最大定位誤差為 Δy=×0 =0.0（mm） 而Δy<<Δy 故，符合定位精度要求。 4. 操作說明 夾具使用在T611臥式鏜床上，加工油閥座圓柱Ф16內孔的槽。工件以主軸和擋板，以及階梯銷定位?？梢砸淮瓮瓿伤枰墓ば?。 4、鉆夾具設計 1 確定設計方案 這道工序所加工Ф10.5的孔，按照基準重合原則并考慮到目前有Ф22孔，臺階孔Ф3，Ф5經過加工，并以Ф22孔和臺階孔定位。 從對工件的結構形狀分析，考慮過定位和鉆削力，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實現。在框架上還須加上階梯銷，用來定位臺階孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用螺紋來鎖緊。 工件以外框兩端面和螺紋，定位銷定位，限制了6個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便。 本道工序的夾具為鉆夾具故選手動夾緊，且夾具簡單，操作可靠。 2. 切削力及夾緊力計算 切削力計算： 刀具：直柄麻花鉆，?10.5mm， 其中： 所以 F= =2394.60(N) F= 水平分力： 2634.06(N) 垂直分力： 718.38(N) 在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數K=K 式中 K---基本安全系數1.5 K---加工性質系數1.1 K---刀具鈍化系數1.1 K---斷續(xù)切削系數1.1 所以F=KF=1.5×1.1×1.1×1.1×2634.06=5258.9（ N ） 3.定位誤差的計算 加工槽，用的是一孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔，一平面即是零件的右端面，短圓柱銷是水平安裝的。 根據機床夾具設計中的有關計算—二、夾具定位精度的有關計算中的相關公式，得 Δy=0 Δy=(0.13+0) =×0.13 =0.065(mm) （注：通孔直徑：Φ24.5，短圓柱銷的直徑：Φ5，為小間隙配合。） 而通孔與短圓柱銷的軸線距離為23.5，所以說它的最大定位誤差為 Δy=×0 =0.0（mm） 而Δy<<Δy 故，符合定位精度要求。  4.1.3 操作說明 夾具使用在Z2035立式鉆床上，加工油閥座Ф10.5的孔。工件以軸，階梯銷定位?？梢砸淮瓮瓿伤枰墓ば颉? 4機床夾具概述 4.1 機床夾具的作用及其分類 4.1.1 機床夾具的作用 夾具是機械加工中的一種工藝設備，它在機械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個方面。 1）便于工件的正確定位，以保證加工精度 工件裝夾在夾具上后，工件上各有關的幾何元素（點、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當夾具在機床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過程中“同批”工件對刀具和機床保持確定的相對位置，使加工得以順利進行。 2）提高勞動生產效率和降低加工成本 采用夾具以后，可以省去即十分費時又不很緊缺的劃線、找正工序，減少了輔助時間。若采用聯動夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動強度，又能提高生產效率。例如采用氣壓、液壓等傳動裝置，只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動作。 3）改善工人的勞動條件 采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產規(guī)模較大，還可以采用機械化傳動裝置和自動裝卸工件的自動化夾具，以實現生產過程中的自動化，進一步提高勞動生產效率和改善工人的勞動條件。 4）擴大機床工藝范圍 在單件小批量生產的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機床的數量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設計制造專用的夾具，使機床“一機多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實現拉削。 夾具在機械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產規(guī)模和不同的生產條件下，夾具的功用也有所側重，其結構的復雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產條件下，宜于使用通用的可調夾具，若采用專用的夾具，其結構也應求簡單。在大批量生產的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產效率，因此夾具的結構更完善些是必要的。雖然此時夾具的制造費用大一些，但由于生產效率的提高，產品質量的穩(wěn)定，技術經濟效果還是好的。 4.1.2. 機床夾具的分類 夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。近年來為適應現代機械制造業(yè)的發(fā)展，還發(fā)展了通用可調夾具、成組夾具和組合夾具等類型。 1） 通用夾具 通用夾具是指已經標準化的、在一定范圍內可以用于加工不同工件的夾具。如三爪或四爪卡盤、機器虎鉗、回轉工作臺、磁力工作臺等。這些夾具已經作為機床的附件，由專門的工廠制造供應。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而設計制造夾具。 3）通用可調夾具和成組夾具 著兩種夾具的結構很相似，它們的共同點是：在加工完多種工件。但通用可調夾具的加工對象并不是很明確，其通用范圍較大，如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門為成組加工工藝中某一組零件而設計的，針對性強，加工對象和適用范圍明確，結構更為緊湊。 4）組合夾具 組合夾具是指按照某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準備好的通用的標準元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放，或重新組裝成新的夾具。由于組合夾具是由各種標準元件、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短、能反復使用等特點，所以在多品種、小批量生產或新產品試制中尤為適用。 若按夾具所適用的機床來分類，可分為車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具和其他機床夾具等類型。 若按驅動夾具工作的力源來分類，還可以分為手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，電磁和電動夾具等等。不顧一般多按夾具的使用特點和使用機床進行分類。 4.2 機床夾具的組成 夾具的種類雖然很多，但是他們的工作原理基本上相同，一般有如下幾個組成部分。 （1） 定位元件 是用來確定工件再夾具中的位置的元件，它包括元件或元件的組合。 （2） 夾緊裝置 這種裝置包括夾緊元件或其組合及動力源。其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據的位置在加工過程中不因外力而破壞。 （3） 確定夾具對機床相互位置的元件 此類的元件是為了用來確定夾具對機床工作臺、導軌或主軸的相互位置。 （4） 對刀—導引元件 這類元件的共同作用是保證工件和刀具之間的正確加工位置。 （5） 其他裝置或元件 這類裝置或元件主要有：為使工件在依次裝夾中多次轉位而加工不同位置上的表面所設置的分度裝置，為了便于卸下工件而設置的頂出器；以及標準話了的連件元件等。 （6）夾具體 夾具體是夾具的基座和骨架。其他裝置都安在夾具體上使之成為一個夾具的整體。 當然上述的各組成部分，不是每個夾具都必須完全具備的。但一般來說，定位元件、夾緊裝置、夾具體則是夾具的基本組成部分。 4.2.1 專用夾具的組成 （1）定位裝置 這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時相對于刀具及切削成形運動處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。 （2）夾緊裝置 它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產生位移，同時防止或減小振動。它通常是一種機構，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動裝置（如杠桿、螺紋傳動副、斜楔、凸輪等）以及動力裝置（如氣缸、油缸）等。 （3）對刀—引導裝置 它的作用是確定夾具相對于刀具的位置，或引導刀具進行加工，如對刀塊、鉆套、鏜套等。 （4）其他元件及裝置 如定向件、操作件以及根據夾具特殊功用需要設置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。 （5）夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件，并與機床有關部位連接，以確定夾具相對于機床的位置。 4.3工件夾緊的基本要求 工件在定位后，因加工中還要受切削力、慣性力及工件自重等影響，將使工件產生位移或振動，破壞工件已有的正確定位，故必須用夾緊機構，將工件固定在定位元件上。在設計夾具時，確定夾緊方法一般與定位問題應同時考慮。夾緊方案通常需滿足以下要求： （1） 夾得穩(wěn)——夾緊時不能破壞工件穩(wěn)定的正確定位；夾緊機構的動作應平穩(wěn)，有足夠的剛度和強度。 （2） 夾得牢——夾緊力要合適，過小易使工件移動或振動，過大也會使工件變形或損傷，影響加工精度。此外，夾緊機構要有自鎖作用，即原始作用力除后，工件仍能保持夾緊狀態(tài)而不松開。 （3） 夾得快——夾緊機構應盡量簡單、緊湊、操作時安全省力，迅速方便，以減輕工人勞動強度，縮短輔助時間，提高生產效率。 為了達到以上要求，正確設計夾緊機構，首先必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用力（數量和位置）。 4.4 夾具發(fā)展的趨勢： 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。 結 論 這次設計使我能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐經驗知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件（油閥座）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力，進一步培養(yǎng)了我的識圖、制圖、圖表和編寫技術文件等基本技能，為未來從事的工作打下良好的基礎。 致 謝 在這里，對于幫助我完成這次課程設計的同學和指導老師表示真誠的謝意。沒有你們的幫助，我很難完成這篇課程論文，再一次表示我最真誠的謝意。 謝 謝！ 參考文獻： [1] 李洪主編 機械加工工藝手冊 北京出版社 [2] 鄭修本主編 機械制造工藝學 機械工業(yè)出版社 [3] 劉友才，肖繼德主編 機床夾具設計 [4] 孟少農主編 金屬機械加工工藝人員手冊 [5] 第一汽車制造廠職工大學編 機床夾具設計設計手冊 上?？萍汲霭嫔? 21