本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）題 目 拖拉機(jī)變速箱上蓋夾具設(shè)計(jì)專 業(yè) 學(xué)生姓名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 二〇 年 月 日摘要本課題主要是在拖拉機(jī)變速箱上蓋零件加工過程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的專用夾具設(shè)計(jì)。主要加工部位是平面和孔。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設(shè)計(jì)遵循的原則是先加工面后加工孔?？准庸て矫娣置黠@的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。通過底面作一個(gè)良好的基礎(chǔ)過程的基礎(chǔ)。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個(gè)，然后進(jìn)行平面和孔定位技術(shù)支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在平面和孔的加工工藝及其他孔過程。本文主要對這個(gè)零件進(jìn)行液壓夾具的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：夾具，夾緊，定位，誤差A(yù)bstractThis subject is mainly dedicated fixture design based on Man axle final drive on the part of the process carried out. The main processing site is flat and the hole. In general, it is easier than to ensure that guarantee precision machining holes. Therefore, the design principle to follow after the first processing surface machining holes. Hole machining plane sub-stages guarantee obvious roughing and precision machining holes. As the basis for a good basis for the process through the bottom surface. The main flow arrangement is to support the process of positioning holes first, then print and hole positioning hole processing technology support. In a subsequent step, in addition to being located in the plane of the hole and the hole processing technology and other processes. This paper focuses on the parts of hydraulic fixture design.Keywords: clamp, clamping, positioning differenceIV目 錄第 1 章 緒 論 .11.1 夾具設(shè)計(jì)目的與意義 11.2 專用夾具設(shè)計(jì)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 11.2.1 國內(nèi)專用技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀 .11.2.2 專用工藝在國外的發(fā)展?fàn)顩r .21.3 專用夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢 3第 2 章 專用夾具的概述 .52.1 專用夾具的主要類型 52.2 專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 52.3 夾緊裝置 62.4 專用夾具的基準(zhǔn)選擇 62.5 機(jī)床夾具的概述 62.5.1 機(jī)床夾具的種類 .72.5.2 機(jī)床夾具的組成 .72.6 夾具的分類 72.7 專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 72.8 夾具的安裝 82.9 工件的定位與誤差分析 82.9.1 工件定位的基本原理 .82.9.2 定位方法與定位元件 .82.9.3 工件的誤差分析 .92.9.4 定位誤差產(chǎn)生的原因 .102.10 夾緊裝置 102.10.1 夾緊裝置的組成 102.10.2 對夾緊裝置的基本要求 .112.10.3 夾緊力的確定 .112.10.4 夾緊力大小計(jì)算 .11第 3 章 專用夾具的設(shè)計(jì) .133.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，了解零件加工工藝過程 133.1.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 .133.1.2 熟悉零件加工工藝過程 .133.2 確定定位方案 13V3.2.1 基準(zhǔn)的選擇 .133.2.2 確定定位夾緊方案 .143.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計(jì) .143.3 定位誤差的計(jì)算與分析 143.4 計(jì)算切削力及實(shí)際所需的夾緊力 163.5 液壓缸及其夾緊力 173.6 機(jī)床的選擇 19第 4 章 夾具圖的繪制 .214.1 繪制夾具裝配總圖 214.2 標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件 17結(jié)論 .23致謝 .24參考文獻(xiàn) .251第 1 章 緒 論1.1 夾具設(shè)計(jì)目的與意義機(jī)械制造離不開金屬切削機(jī)床，對于切削機(jī)床，機(jī)床夾具是保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低對工人技術(shù)的過高要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化不可或缺的重要工藝裝備之一。雖然各種數(shù)控機(jī)床和加工中心等，高度智能化的加工設(shè)備已經(jīng)在我國各個(gè)生產(chǎn)單位已被廣泛使用，但是，在大部分情況下都還以普通專用機(jī)床為主要生產(chǎn)設(shè)備。因此，根據(jù)我國機(jī)械行業(yè)規(guī)模化流水生產(chǎn)線生產(chǎn)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一款專用夾具來滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)高效、大批量的要求，是對機(jī)械設(shè)計(jì)從業(yè)人員的基本要求。我們必須掌握對夾具的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路，將其應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，從中不斷提高自己對所學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)與運(yùn)用能力。此次設(shè)計(jì)不僅可對整個(gè)大學(xué)專業(yè)課所學(xué)知識(shí)加以鞏固和彌補(bǔ)，更能鍛煉自身的自學(xué)能力，對于以后個(gè)人發(fā)展大有裨益。隨著社會(huì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步，人們對于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn)出了極大的多樣化與復(fù)雜化。傳統(tǒng)的簡單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而且在企業(yè)、工廠的運(yùn)營過程中，需要的工具也不斷精細(xì)化與多樣化，給制造業(yè)帶來了新的難題。個(gè)性化的社會(huì)導(dǎo)致了制造產(chǎn)品大批量越來越少，更多的是需求多品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對傳統(tǒng)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn) [1]。為此，制造技術(shù)的研究者提出了專用技術(shù)的科學(xué)理論及實(shí)現(xiàn)方法，從根本上解決了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類專用，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的專用生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，專用夾具便應(yīng)運(yùn)而生[2]。專用夾具的應(yīng)用可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量，也能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[3]。而且隨著專用夾具的應(yīng)用和發(fā)展，必將加速開拓專用技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，專用夾具將是我國機(jī)械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個(gè)主要方面。1.2 專用夾具設(shè)計(jì)的國內(nèi)外現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)專用技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀1.專用技術(shù)的應(yīng)用目前發(fā)展的專用技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面，全面實(shí)施專用技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。（1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面。由于用專用技術(shù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，賦予各類零件以更大的相似類，這就為在制造管理方面實(shí)施專用技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)，使之取得更好的效果。以專用技術(shù)為指導(dǎo)的設(shè)計(jì)合理化和標(biāo)準(zhǔn)化工作將為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)奠定良好的基礎(chǔ)；為設(shè)計(jì)信息最大程度地重復(fù)使用，加快設(shè)計(jì)速度，節(jié)約時(shí)間作出貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)一2種新產(chǎn)品時(shí)，往往有3/4以上的零件設(shè)計(jì)可參考借鑒或直接引用原有的產(chǎn)品圖紙，從而減少新設(shè)計(jì)的零件，這不僅可免除設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性勞動(dòng)，也可以減少工藝準(zhǔn)備工作和降低制造費(fèi)用。（2）制造工藝方面。專用技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應(yīng)用。開始是用于專用工序，即把加工方法、安裝方式和機(jī)床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件組，設(shè)計(jì)出適用于全組零件加工的專用工序。專用工序允許采用同一設(shè)備和工藝裝置，以及相同或相近的機(jī)床調(diào)整加工全組零件，這樣，只要能按零件組安排生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機(jī)床調(diào)整時(shí)間。此外，由于零件組內(nèi)諸零件的安裝方式和尺寸相近，可設(shè)計(jì)出應(yīng)用于專用工序的公用夾具，只要進(jìn)行少量的調(diào)整或更換某些零件，公用夾具就可適用于全組零件的工序安裝。（3）生產(chǎn)組織管理方面。專用加工要求將零件按工藝相似性分類形成加工族，加工同一加工族有其相應(yīng)的一組機(jī)床設(shè)備。因此，很自然專用生產(chǎn)系統(tǒng)要求按模塊化原理組織生產(chǎn)，即采取專用生產(chǎn)單元的生產(chǎn)組織形式。專用技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之一。這是因?yàn)檫\(yùn)用專用技術(shù)基本原理將大量信息分類專用，并使之規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化，這將有助于建立結(jié)構(gòu)合理的生產(chǎn)系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)庫，可大量壓縮信息的儲(chǔ)存量；由于不再是分別針對一個(gè)工程問題和任務(wù)設(shè)計(jì)程序，可使程序設(shè)計(jì)優(yōu)化 [5]。2. 發(fā)展現(xiàn)狀專用技術(shù)從20世紀(jì)50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應(yīng)用。專用技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國早在20世紀(jì)60年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用專用技術(shù)，并初見成效。因此，專用技術(shù)受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。原機(jī)械部設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)組織研制的全國機(jī)械零件分類編碼系統(tǒng) JLBM I，它將對我國推廣應(yīng)用專用技術(shù)起到積極推進(jìn)作用。我國不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學(xué)和科研工作，在專用技術(shù)基本理論及其應(yīng)用方面，如零件分類編碼系統(tǒng)、零件分類專用方法和計(jì)算機(jī)輔助編碼、分類、工藝設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果?？梢韵嘈?，隨著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開展，專用技術(shù)對提高我國機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用 [6]。1.2.2 專用工藝在國外的發(fā)展?fàn)顩r專用工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷克、波蘭以及英國、法國、日本等國已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率，為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，因而近年來在國外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了專用工藝技術(shù)。3如日本三菱公司的機(jī)床制造部門也引進(jìn)了專用工藝技術(shù) [7]。據(jù)介紹，該公司從引進(jìn)專用工藝到過渡為新的管理系統(tǒng)只用了半年時(shí)間。他們引進(jìn)專用工藝分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段主要是進(jìn)行零件的編碼和分類，確定機(jī)床布局，按類似零件設(shè)置專用生產(chǎn)線，以改進(jìn)加工技術(shù)，縮短加工時(shí)間，并為在新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中采用電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)創(chuàng)造條件。第二階段的任務(wù)著重在設(shè)計(jì)部門推廣和應(yīng)用專用工藝。通過有效地利用現(xiàn)有圖紙及標(biāo)準(zhǔn)化以減少圖紙數(shù)量及設(shè)計(jì)工時(shí)。依靠反復(fù)使用質(zhì)量穩(wěn)定而有效的零件圖紙，保證產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大加工批量，從而降低成本，縮短生產(chǎn)周期，并為采用專用夾具、專用機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床等高效率的設(shè)備創(chuàng)造條件。英國赫伯特(Herbert) 公司的埃奇維克 (Edgwick)和馬肯當(dāng)一萊恩(Mackadown Lane)工廠也成功地應(yīng)用了專用工藝?，F(xiàn)在埃奇維克廠有 26 個(gè)專用加工工段。在馬肯當(dāng)一萊恩廠有 18 個(gè)專用加工工段。這些工段所加工的零件相當(dāng)于赫伯特公司制造的機(jī)床零件的 90%以上。其余零件則在非專用加工線上加工。該公司采用專用工藝后，使新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期由原來的 12~18 個(gè)月減為平均 6 個(gè)月；其次是減少庫存和再制品數(shù)量。據(jù)該公司介紹，采用專用工藝后，生產(chǎn)效率可提高 60%。另外該公司還特別從專用加工的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)展了小批、中批及大批生產(chǎn)用的自動(dòng)化車床 [8]。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，今后專用工藝的采用將會(huì)更加廣泛。1.3 專用夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢專用夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高專用夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決的問題之一 [9]。組合夾具與專用夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而專用夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào)整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用專用夾具是企業(yè)全面實(shí)行專用技術(shù)的需要，是實(shí)現(xiàn)專用加工的重要手段和工具，而專用加工是實(shí)施專用技術(shù)的重要領(lǐng)域和必要的環(huán)節(jié) [10]。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、通用化、快速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展 [11]。1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前發(fā)展的專用技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面，全面實(shí)施專用技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。專用技術(shù)從 20 世紀(jì) 50 年代提出到如今已經(jīng)歷了近 50 年的發(fā)展和應(yīng)用。專用技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國早在 20 世紀(jì) 60 年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用專用技術(shù)，并初見成效。因此，專用技術(shù)受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開展這一4方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作?？梢韵嘈牛S著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開展，專用技術(shù)對提高我國機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用 [4]。專用工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷克、波蘭以及英國、法國、日本等國已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率，為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，因而近年來在國外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了專用工藝技術(shù) [5]。2.發(fā)展趨勢專用夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高專用夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決的問題之一 [6]。組合夾具與專用夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而專用夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào)整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用專用夾具是企業(yè)全面實(shí)行專用技術(shù)的需要，是實(shí)現(xiàn)專用加工的重要手段和工具，而專用加工是實(shí)施專用技術(shù)的重要領(lǐng)域和必要的環(huán)節(jié) [7]。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、通用化、快速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展 [8]。3.本課題主要討論的問題本次設(shè)計(jì)主要介紹了夾具的的一般設(shè)計(jì)思想和方法。所給零件為一矩形工件，有形狀和位置公差的要求，所以對夾具的精度有較高的要求。并且夾具的設(shè)計(jì)要符合夾具的特性。明確設(shè)計(jì)的要求和意圖；然后對原始資料(零件圖、技術(shù)要求等)進(jìn)行分析，然后提出具體的定位、夾緊、對刀方案，并進(jìn)行精度分析；最后繪制出夾具的零件圖及裝備圖，運(yùn)用 UG 三維軟件對整個(gè)夾具進(jìn)行建模和裝配,完成設(shè)計(jì)論文的撰寫。5第 2 章 專用夾具的概述2.1 專用夾具的主要類型（一）直線送進(jìn)的專用夾具這類夾具安裝在工作臺(tái)上，加工中工作臺(tái)是按直線進(jìn)給方式運(yùn)動(dòng)的，在洗削工序中，為了提高夾具的工作效率，對于這類夾具，可采用連動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)，和液壓傳動(dòng)裝置，也可采用多件多工位夾具使加工的機(jī)構(gòu)時(shí)間和裝卸工件時(shí)間重合等項(xiàng)措施。（二）圓周送進(jìn)的專用夾具圓周法的送進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)連續(xù)的，能在不停車的情況下裝卸工件，因此是一種高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)圓周送進(jìn)夾具時(shí)應(yīng)注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少銑刀的空程和夾具的尺寸和質(zhì)量；手柄沿轉(zhuǎn)臺(tái)的四周分布以便于操作，盡可能采用氣動(dòng)液壓等機(jī)械化夾緊方式以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。（三）機(jī)械仿形送進(jìn)的靠模夾具靠模夾具時(shí)用來加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送進(jìn)運(yùn)動(dòng)和由靠模獲得的輔助運(yùn)動(dòng)合成加工所需要的仿形運(yùn)動(dòng)。因此按照送進(jìn)運(yùn)動(dòng)的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分成直線送進(jìn)和圓周送進(jìn)的兩種。采用靠模夾具可在一般萬能上加工出所需要的成形面以代替價(jià)格昂貴的靠模加工，這對于中小廠來說，通過采用夾具來擴(kuò)大機(jī)床工藝用途，以解決缺少特殊設(shè)備問題，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。2.2 專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）由于過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，切削力較大而方向隨時(shí)多可能在改變。所以夾具應(yīng)具有足夠的剛性和強(qiáng)度，夾具的重心應(yīng)盡量低，夾具的高度于寬度之比應(yīng)為 1：1.25，并應(yīng)有足夠排屑空間。（二）夾緊裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能，一般在夾具上特別是粗銑，不宜采用偏心夾緊。（三）夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承點(diǎn)。（四）為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對位置，應(yīng)正確選用對刀裝置，對到裝置在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。（五）切削和切削液應(yīng)能順利地排除，必要時(shí)應(yīng)開排屑孔。（六）為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)軸線的相對位置，在夾具的底面應(yīng)具有兩個(gè)定向建，定向健與工作臺(tái) T 形槽宜用單面貼合。當(dāng)工作臺(tái) T 形槽表面平整時(shí)可采用圓柱銷，精度高的或重型夾具宜采用夾具體上的找正基面。62.3 夾緊裝置在機(jī)械加工中，加工件將受到切削力，離心力，慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持有定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生震動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠的夾緊。1.夾緊裝置的組成典型的夾緊裝置是由幾部分組成（1）力源裝置。力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)，液壓，電動(dòng)等動(dòng)力裝置。（2）中間遞力機(jī)構(gòu)，。中間遞力機(jī)構(gòu)是介于力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。一般遞力機(jī)構(gòu)可以在傳遞加緊作用力過程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據(jù)需要亦可具有一定的自鎖性能。（3）夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動(dòng)作。以上就是夾緊裝置的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容。2.夾緊裝置的基本要求(1)在夾緊過程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位置支承。（2）夾緊力的大小要適當(dāng)，可靠。既要是工件在加工過程中不產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。（3）夾緊裝置應(yīng)操作安全，方便，省力。（4）夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。2.4 專用夾具的基準(zhǔn)選擇本夾具采用側(cè)面定位限制一個(gè)方向的自由度；由壓板軸定位，這樣六個(gè)自由度全部都被限制住了。可調(diào)部分安裝在夾具體上，即通過滑塊來限制住支座 X 軸方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。并通過滑塊上的可換定位銷來實(shí)現(xiàn)限制作用。定位基礎(chǔ)可以通過夾具體上的面來定位或由底板來定位，因?yàn)閵A具上的面上的定位誤差比起底板所產(chǎn)生的定位誤差相比較大，因此為了減少定位誤差，在此我選擇了以底板作為定位基準(zhǔn)。2.5 機(jī)床夾具的概述機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡稱為夾具。在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。工件在機(jī)床上加工時(shí)，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機(jī)床上相對刀具占有正確的位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工7件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。2.5.1 機(jī)床夾具的種類機(jī)床夾具按其適用范圍可分為通用夾具、專業(yè)夾具、組合夾具、可調(diào)夾具及隨行夾具五種基本類型。如按所使用的機(jī)床來分類，則機(jī)床夾具可分為車床夾具、夾具、躺床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具及數(shù)控機(jī)床夾具等。通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件的夾具，如三爪卡盤、平口虎鉗、萬能分度頭等。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造供應(yīng)。專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。專業(yè)夾具在批量生產(chǎn)中使用，這也是本次夾具設(shè)計(jì)的主要研究對象。 2.5.2 機(jī)床夾具的組成1.定位元件及定位裝置 用于確定工件在夾具中的正確位置，定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。定位元件有支承釘，支承板等。2.夾緊元件及夾緊裝置 用于夾緊工件，保持工件定位后的位置在加工過程中不變。3.夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。4.其他裝置或元件 各種夾具還應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置一些其它裝置或元件，有分度裝置，導(dǎo)向或?qū)Φ对瑠A具與機(jī)床之間的連接元件等。如加工一般多采用定距切削，為便于調(diào)整刀具相對于工件被加工表面的位置，夾具上常設(shè)置對刀裝置，其中對刀裝置包括對刀塊和塞尺。2.6 夾具的分類夾具主要用于加工零件上的平面精加工工序、花鍵及各種成型面等，是最常見的夾具之一。按的進(jìn)給方式，可將夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式三類。其中，直線進(jìn)給式夾具用得最多。另外，夾具按使用范圍可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類；還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進(jìn)行分類。2.7 專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)軸線的相對位置，在夾具體與地面之間應(yīng)具有兩個(gè)定位鍵。2.為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對位置，應(yīng)正確選用對刀裝置，對刀裝置應(yīng)在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。3.考慮加工余量大和切削力方向隨時(shí)可能變化的因素，夾具應(yīng)有足夠的剛性和強(qiáng)度，夾具的重心應(yīng)盡量低。4.夾具裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能。85.夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承點(diǎn)。6.切屑和冷卻液應(yīng)能順利排出，必要時(shí)應(yīng)開排泄孔 【2】2.8 夾具的安裝夾具在工作臺(tái)上的定位,由裝在夾具體底部的兩個(gè)定位鍵實(shí)現(xiàn)。夾具在工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按工作臺(tái)的 T 形精加工工序尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺(tái) T 形精加工工序的配合為 H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。定位鍵安裝在夾具體底面的縱向精加工工序中,一個(gè)夾具一般要配置兩個(gè)定位鍵。夾具底座定位鍵與工作臺(tái) T 型精加工工序的配合連接，再用 T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿 T 形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和工作臺(tái)兩個(gè) T 形精加工工序間的距離一致。2.9 工件的定位與誤差分析2.9.1 工件定位的基本原理六點(diǎn)定位原理：如果要使一個(gè)自由剛體在空間有一個(gè)確定的位置，就必須設(shè)置相應(yīng)的六個(gè)約束以限制六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。如果工件的六個(gè)自由度都加以限制了，工件在空間的位置也就完全被確定下來了。因此定位實(shí)質(zhì)上就是限制自由度。關(guān)于六點(diǎn)定位原則的幾個(gè)主要問題：1.在夾具的結(jié)構(gòu)中，定位支承點(diǎn)是通過具體的定位元件體現(xiàn)的，即支承點(diǎn)不一定用點(diǎn)或銷的頂端，而常用面或線來代替。兩個(gè)點(diǎn)決定一條直線，三個(gè)點(diǎn)決定一個(gè)平面，即一條直線可以代替兩個(gè)支承點(diǎn)，一個(gè)平面可代替三個(gè)支承點(diǎn)。在具體應(yīng)用時(shí)，還可用窄長的平面代替直線，用較小的平面來替代點(diǎn)。2.定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，方起到限制自由度的作用。3.分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響。工件的某一自由度被限制是指工件在某個(gè)坐標(biāo)方向有了確定位置，并不是指工件在受到使其脫離定位支承點(diǎn)的外力時(shí)不能運(yùn)動(dòng)。使工件在外力作用下不能運(yùn)動(dòng)，要靠夾緊裝置來完成。2.9.2 定位方法與定位元件定位方法和定位元件的選擇，主要決定于工件的加工要求、工件的定位基準(zhǔn)和外力的作用情況等。定位方法有平面定位，圓柱孔定位，圓柱面定位，特殊表面定位，組合表面定位等。據(jù)定位方法及各定位元件的特點(diǎn)合理選擇定位元件1.對定位元件的基本要求(1) 限位基面應(yīng)有足夠的精度。足夠的精度才能保證工件的定位精度。9(2) 限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，為此定位元件限位表面的耐磨性要好，以保證夾具的壽命和精度。(3) 支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過程中受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。(4) 應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)簡單、合理，便于制造、裝配和更換。(5) 定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。2.常用定位元件的選用定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 1.以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。2.以面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板，用于側(cè)面定位時(shí)，可選用不帶斜精加工工序的支承板，盡可能用帶斜精加工工序的支承板，以利清除切屑。3.以毛坯面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。4.定位基準(zhǔn)面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助定位元件，輔助支承不限制自由度，且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。常見的支承板和支承釘如下圖 2.1 和圖 2.2：圖 2.1 支承釘圖 2.2 支承板2.9.3 工件的誤差分析由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工10件位置定得“ 準(zhǔn)與不準(zhǔn)” 的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的尺寸必然有誤差。這種由工件定位引起的誤差即定位誤差（ΔD）。為保證精度，限定定位誤差不超過工件加工公差 T 的 1/5～1/2。 【3】 即， ΔD≤(1/5～1/2)T 式中：ΔD── 定位誤差，單位為 mm；T ──工件的加工誤差，單位為 mm2.9.4 定位誤差產(chǎn)生的原因工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合，而基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差 ΔY；二是定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差 ΔB。1.基準(zhǔn)不重合誤差 ΔB加工尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是外圓柱面的母線時(shí)，定位基準(zhǔn)是圓柱孔的中心線，這種由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱基準(zhǔn)不重合誤差，此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。因此選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合。當(dāng)被加工工件的工藝過程確定以后，各工序的工序尺寸也就隨之而定，此時(shí)在工藝文件上，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)便轉(zhuǎn)化為工序基準(zhǔn)。2.基準(zhǔn)位移誤差 ΔY由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位移誤差（ΔY）。如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差?；鶞?zhǔn)位移誤差的方向是任意的，減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差 ΔY值，以提高定位精度。2.10 夾緊裝置工件在夾具定位之后，在機(jī)械加工過程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用，故必須設(shè)計(jì)夾緊裝置對工件夾緊，它對工件加工有較大影響。2.10.1 夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成由以下三部分組成：1.動(dòng)力源裝置 產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分手動(dòng)和機(jī)動(dòng)夾緊兩種，為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。2.傳力機(jī)構(gòu) 介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。作用是，改變作用力的方向、大?。痪哂幸欢ǖ淖枣i性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處11于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重。3.夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。2.10.2 對夾緊裝置的基本要求在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：1.夾緊過程中，不能破壞工件定位時(shí)占據(jù)的正確位置。2.夾緊力的大小應(yīng)適當(dāng)可靠。既要保證加工過程中工件不發(fā)生送的或振動(dòng)，又不允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。3.夾緊裝置工藝性好。4.使用性好。操作方便、安全、省力。2.10.3 夾緊力的確定夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。1.夾緊力的方向夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則：（1）夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。（2）夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。（3）夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。2.夾緊力的作用點(diǎn)合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則：（1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對剛度較差的工件尤其重要，如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。3.夾緊力的大小夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。2.10.4 夾緊力大小計(jì)算計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論12夾緊力。最后保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊力數(shù)值。即：KW??式中， —實(shí)際所需的夾緊力 ；??N—在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力 ；??N—安全系數(shù)。其中， 【2】 6543210KK?13第 3 章 專用夾具的設(shè)計(jì)3.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，了解零件加工工藝過程3.1.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求圖 3.1 加工零件圖該零件為 HT200 鋼；零件圖如上圖 3.1，中批量生產(chǎn)；該工序在立式上用三面刃銑刀加工。3.1.2 熟悉零件加工工藝過程 1.粗銑底面端面 2 定位銷、 3.銑側(cè)面凸臺(tái)、銑上端面4.鉆、鉸各個(gè)孔 5.加工軸承孔、锪面3.2 確定定位方案3.2.1 基準(zhǔn)的選擇根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的 6 個(gè)自由度。選擇一面 2 銷作為定位基準(zhǔn)。143.2.2 確定定位夾緊方案根據(jù)零件特點(diǎn)，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案 【4】 ，采用機(jī)械夾緊方式對工件進(jìn)行夾緊。綜上對工件定位、夾緊方案的分析，確定定位、夾緊方案。其定位夾緊圖如：圖 3.2 定位夾緊方案圖3.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計(jì)1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是底平面和 2 銷孔，據(jù)此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷。2.定位板設(shè)計(jì) 定位平面 B 面所用的定位支承板參照參考文獻(xiàn) 【3】 第 272 頁設(shè)計(jì)。 標(biāo)記為：支承板 A6×HT20 GB 1736-80 材料：T8?，F(xiàn)確定定位銷的極限偏差 和定位表面到定位銷中心的名義尺寸 ：LdT dL=L ，其中 取工件相應(yīng)尺寸 =L =23 0.08mm 的平均尺寸，公dL?2dL dL?2dLT差取相應(yīng)尺寸公差的( ~ )倍，現(xiàn)取 ， 【2】 則有：1541=40 0.02mmd滿足工件順利裝拆的補(bǔ)償量值： =( + )÷2=(0.16+0.04)÷2=0.10mmaLDTd則，菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙 = = =0.43mmminXi2ab143.0?15（其中，b 的值可查手冊得值為 3【3】 ）3.3 定位誤差的計(jì)算與分析必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。 gwj????與夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j?MjjWDAZWj ???? ??由參考文獻(xiàn)可得：⑴2 銷定位誤差 ：11minDWd?????12min2min.DdDdJarctgL??????其中：，10.52D?20D，dm.3d?， in??in4?0.63DWm???.2J⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inmaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl???查[5]表 1～2 ～15 有 。 104,0.6,.42,0.7RazHBKCn???cos.8jym??⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??m5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.853jw???從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。3.4 計(jì)算切削力及實(shí)際所需的夾緊力 FCcnFf0f銑 刀圖 3.3 作用于工件上的切削力工件在加工時(shí)的受力情況如圖 3.3 所示。加工時(shí)，工件受到切削合力 F 的作用，F(xiàn) 可分解為水平和垂直方向的切削分力 和 ，由經(jīng)驗(yàn)公式， 和 可通過切向力fFf fn16分別乘以一個(gè)系數(shù)來得到。在對稱情況下， =(1~1.2) , =(0.2~0.3) 。cF fFcfncF參照《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》 【3】 表 1-2-9 得力的計(jì)算公式：pzpBzKdfaC86.072.86.0c??參數(shù)的選取：切向力 （N） cF銑刀系數(shù) =669pC深度 =3mm a每齒進(jìn)給量 =0.15mm zf銑刀直徑 d=100mm寬度 B=12mm銑刀齒數(shù) z=12修正系數(shù) （工件屈服應(yīng)力 ）965.0)73/(.?bpK? 650?b?綜上，計(jì)算得：力 。NF 13.2115.06986.07286.c ?????故水平分力 =1.1 =1279N，垂直分力 =0.3 =349N。fc fnFc工件的主定位面是底面，故選擇夾緊力的作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜诘酌妗．?dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí)，所需要的理論夾緊力 = + =1279+ =3606N理 fzfn15.0349由公式 = 可計(jì)算出實(shí)際所需夾緊力。 實(shí)F理K?現(xiàn)在計(jì)算安全系數(shù) K 的值。安全系數(shù) K 的計(jì)算公式為：6543210K?由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 1-2-0 得各安全系數(shù) K 的取值如下： 基本安全系數(shù) 加工性質(zhì) 5.10 1?刀具鈍化程度 切削特點(diǎn) 2K3穩(wěn)定性 手柄位置 3.4?5工件與支撐面接觸情況 16將各安全系數(shù)值代入上面公式計(jì)算得,K=1.95 =9015N,故夾緊機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)3.6 機(jī)床的選擇選擇 臺(tái)灣東臺(tái)精機(jī)立式綜合加工中心 QVM-610A+APC 型機(jī)床，如圖 3.6：圖 3.6 加工中心 QVM-610A+APC 機(jī)床專為高速鉆銑攻牙加工設(shè)計(jì)之底床結(jié)構(gòu)，大幅提高生產(chǎn)效率，適合汽機(jī)車、家電、冷氣、電子零件等精密加工--主軸軸承保護(hù)，采用迷宮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，與空壓吹氣方式，防止切削水進(jìn)入主軸--依據(jù)使用者需求，可使用 APC 工作臺(tái)機(jī)構(gòu)，三軸動(dòng)柱式移動(dòng)設(shè)計(jì)，利于各種切削范圍及移動(dòng)行程， 達(dá)到優(yōu)化效果以符合各種加工物需求臺(tái)灣東臺(tái)精機(jī)立式綜合加工中心 QVM-610A+APC 型機(jī)床規(guī)格如下表：表 3.1 QVM-610A+APC 型機(jī)床規(guī)格表項(xiàng)目 規(guī)格 單位 QVM-610A+APC QVM-610AII+APC工作臺(tái) 工作臺(tái)尺寸 mm 700x41019工作臺(tái)最大負(fù)重kg 200 x2 200 x2主軸 主軸轉(zhuǎn)速 rpm 標(biāo)準(zhǔn): 8000(選配 10000)行程 X/Y/Z軸行程 mm 610/410/460進(jìn)給X/Y/Z軸快速進(jìn)給m/min 30/30/30 36/36/30切削進(jìn)給 mm/min 1~10000自動(dòng)換刀刀具規(guī)格 BT 40裝置 刀具數(shù)量 pc 24(ATC)刀具最大徑 mm ?89刀具最大徑(無鄰刀)mm ?125刀具最大長度 mm 250刀具最大重量 kg 720第 4 章 夾具圖的繪制4.1 繪制夾具裝配總圖 見附圖如下圖 4.1：圖 4.1a 夾具裝配模型圖4.2 標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件1.由于工件上有安裝板底面精加工工序底至工件底面的垂直度要求 0.10mm，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位表面 Q(兩個(gè)支承板限定的表面)對底面的垂直度允差 100:0.2 (mm)。2.由于工件上有安裝板底面精加工工序兩側(cè)面對孔軸線對稱度要求，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位表面( 兩個(gè)支承板限定的表面)對定位鍵側(cè)面的垂直度允差 100:0.2 (mm)。3.兩定位支承釘?shù)牡雀咴什畈淮笥?0.02(mm)。 】【 221第 5 章 定位銷工藝設(shè)計(jì)5.1 確定定位銷的圖紙零件材料為 45，單件小批量水平，而且零件輪廓尺寸不大，而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用型材圓鋼加工成型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近。圖 4-1 定位銷圖紙5.2 制定工藝路線擬定的加工路線如下：10 開料 型材開料 φ40X5220 車 粗車 φ23mm 左端面以及外圓面30 車 掉頭，粗車 φ23mm 右端面40 車 粗車 φ17mm 外圓面50 車 精車 φ17mm 外圓面，倒角80 磨 磨削外圓面 φ23mm90 磨 磨削外圓面 φ17mm100 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)入庫225.3 確定切削用量及基本工時(shí)工序 20 粗車 φ23mm 左端面以及外圓面1.加工條件工件材料：45 δb=170MPa 機(jī)床：CA6140 臥式車床 刀具：采用刀片材料為 YT15，刀桿尺寸 16x25mm , =90 , =15 ,2?K?0?=12 , =0.5mm0????2．計(jì)算切削用量(1) 粗車 φ23mm 左端面1) 已知毛坯長度方向的加工余量為 3+0.8-0.7mm,考慮的模鑄拔模斜度， =4mmpa2) 進(jìn)給量 f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》中表 2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為 16×25 mm ， 3~5mm,以及工件直徑為 100 時(shí)，f =0.7~1.0mm/r2pa按 CA6140 車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r3) 計(jì)算切削速度，按《切削手冊》表 1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命 T=60min)(m/min)vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見《切削手冊》表 1.28,即vyvk=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 Mvksvkr Bvkx1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxc35.015.02.46?4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 504r/minWπd1c??x106.58按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表 4.2-8),與 504r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/min及 600r/min。現(xiàn)選取 =480r/min。所以實(shí)際切削速度 v=110r/min/。wn5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表 6.2-1。L= =40mm, =2mm, =0, =02?1l2l3tm= = =0.098(min)flw321l?0.9482?(2) 粗車 φ23mm 外圓柱面，同時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度1) 切削深度，單邊余量 Z=2mm,分二次切除。2) 進(jìn)給量， 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》取 f=0.9mm/r3)計(jì)算切削速度 ＝132m/minvyxpmckfaTCvv?234)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 420r/minWπd10cv??x1032按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表 4.2-8)與 420r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/min。現(xiàn)選取 480r/min所以實(shí)際切削速度 = =cv10sn?min/5048?5) 檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力 按《切削手冊》表 1.29 所示公式計(jì)算F＝c cccnyxpkfaC其中 ＝2985， ＝1.0， ＝0.65， ＝-0.15，F(xiàn)cFcFn= = =0.63 =0.61Mpknb)650(?65.0)( kr=2985 1.0 0.5 150 0.63 0.89=1117.4(N)c?.1.??切削時(shí)消耗功率 ＝ ＝ ＝2.81(KW)cP4xvc4062x由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》表 7-4 中 CA6140 機(jī)床說明書可知，CA6140 主電機(jī)功率為 7.5kw.轉(zhuǎn)速為 480r/min 時(shí)主軸傳遞的最大功率為 4.5kw.所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。6) 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力 ＝1117.4N. 徑向切削力 按《切削手冊》cFpF表 1.29 所示公式計(jì)算 ＝pFpFpFpncyxkvfaC其中 ＝1940， ＝0.9， ＝0.6， ＝-0.3，p pp= = =0.59 =0.5MpkFnb)650(?85.0)2( kr所以 =1940 1.5 0.5 150 0.59 0.5=203(N)c?9?3.??而軸向切削力 ＝f ffFffFf ncyxpkvaC其中 ＝2880， ＝1.0， ＝0.5， ＝-0.4，fFf f fF= = =0.34 =1.17MkFnb)650(?0.1)2( k軸向切削力 =2880 1.5 0.5 150 0.34 1.17=442(N)f?5.4.0??取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) μ=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 F= +μ( + )=442+0.1(1117.4+203)=442+132.5=574.5NfFcp而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)床可承受的最大縱向力為 3530N(見《切削手冊》表 1.30)故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。7) 切削工時(shí)： t= 其中 l=10mm =4mm =2mmfnlw21?1l1l所以 t= ＝0.1min0.948?工序 30 掉頭，粗車 φ23mm 右端面241) 切削深度。單邊余量 Z=2mm.分 1 次切除2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》取 f=0.9mm/r3) 計(jì)算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見《切削手冊》表 1.28,即vCvx vk=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 Mvkskkvr Bvk1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=126m/minvc 35.015.02. 946????4) 確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 238r/minWπd10c?1062按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表 4.2-8),與 238r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/min?，F(xiàn)選取 =400r/min。wn所以實(shí)際切削速度 = =cv10s?min/304??5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表 6.2-1。 t = i ;其中 l=30mm t =flw21?mi= 15=0.83(min)fnlw21?0.94?工序 40 粗車 φ17mm 外圓面機(jī)床：CA6140 臥式車床 刀具：采用刀片的材料為 YT15，刀桿尺寸 16 25mm , =90 , =15 ,?2?K?0?=12 , =0.5mm0????(1) 粗車 Φ mm 端面17.45?1) 切削深度。單邊余量 Z=1.2mm2) 計(jì)算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見《切削手冊》表 1.28,即 vCvx vk=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 Mvkskkvr Bvk1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=187m/minvc 35.015.02. 964????3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 553r/minWπd10c?2187按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表 4.2-8),與 553r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取 =600r/min。wn所以實(shí)際切削速度 = =cv10s?min/9460??4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表 6.2-1。 t = i ;其中 l=25mm; flw21?25=4mm; =2mm; t = i= x1=0.06(min)1l2lmfnlw21?60x.93工序 50 精車 φ17mm 外圓面，倒角(2) 半精車 Φ17 外圓柱面粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略進(jìn)給量 f 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-2 取 f=0.2mm/r主軸轉(zhuǎn)速 n =480r/minw所以切削工時(shí) t = =0.17minmfnlw21?(3) 半精車倒角粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。進(jìn)給量 f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-2.取 f＝0.5mm/r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ＝400r/min t = i ;其中 l=30mmwnmfnlw21?t = i= 15=2.25(min)mfl21?0.543?工序 80 磨削外圓面 φ23mm機(jī)床 M114W 萬能外圓磨床1) 選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊》第三章中磨料 A46KV6P 350×40×127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為 46#,硬度為中輪 1 級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6 號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為 350×40×1272) 切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊》表 33-42 有工件速度 ＝18m/min 切削深度 ＝0.0157mm/stwv rf縱向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)af3) 切削工時(shí) rabfkDZt102??式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z --單邊加工余量bK---系數(shù) V--- 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af--工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 ＝2.5(min)0157.21809452???t工序 90 磨削外圓面 φ17mm機(jī)床 M114W 萬能外圓磨床1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊》第三章中磨料 A46KV6P 350 40 127?其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為 46#,硬度為中輪 1 級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6 號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為 350x40x127