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畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 題目： 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 專業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 年級(jí)： 姓名： 目 錄 前言…………………………………………………………………………………1 第1章 機(jī)床夾具概述……………………………………………………………2 第2章 工件的定位及定位元件…………………………………………………4 2.1 工件在夾具中的定位 ………………………………………………… 4 2.2 定位誤差分析 ………………………………………………………… 5 第3章工件的夾緊和夾緊裝置……………………………………………………6 3.1 夾緊裝置的組成 ……………………………………………………… 6 3.2 夾緊力的確定 ………………………………………………………… 6 第4章 夾具體及分度裝置………………………………………………………8 4.1 夾具體 ………………………………………………………………… 8 4.2 分度裝置 ……………………………………………………………… 8 第5章 閥體零件工藝分析………………………………………………………10 5.1 零件的功用、材料和性能 …………………………………………… 10 5.2 形體分析 ……………………………………………………………… 10 5.3 技術(shù)要求分析 ………………………………………………………… 11 5.4 零件的加工工藝性分析 ……………………………………………… 12 5.5 安排加工工藝路線…………………………………………………… 12 第6章 閥體零件的車床夾具設(shè)計(jì)………………………………………………14 6.1 車床夾具的主要類型 ………………………………………………… 14 6.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)……………………………………………………14 6.3閥體零件的車床專用夾具的加工誤差分析……………………………16 6.4閥體零件的車床夾具的加工誤差分析…………………………………17 第7章 閥體零件的鉆床夾具設(shè)計(jì) ………………………………………………18 7.1鉆床夾具的主要類型……………………………………………………18 7.2鉆模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)…………………………………………………………19 7.3閥體零件的鉆床專用夾具的總體設(shè)計(jì)…………………………………19 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 22 結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………… 23 摘 要 機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營(yíng)管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代的加速，對(duì)生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對(duì)機(jī)械加工工藝燈提出了要求。 制造業(yè)中廣泛應(yīng)用的夾具，是產(chǎn)品制造各工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產(chǎn)中鎖使用的夾具的質(zhì)量、工作效率，及夾具使用的可靠性都對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率有著決定性的影響。首先對(duì)夾具的概念進(jìn)行了解，在進(jìn)行機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，從定位到誤差分析，再到確保加工精度，然后計(jì)算出夾緊力，確定夾緊點(diǎn)位數(shù)等細(xì)節(jié)計(jì)算。 此次課程設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)面有夾具設(shè)計(jì)、零件安裝、加工工藝、數(shù)值計(jì)算、刀具的性能、測(cè)量技術(shù)、CAD制圖外還涉及到金屬材料、公差配合及加工設(shè)備等多方面的知識(shí)。 關(guān)鍵詞： 定位 機(jī)床夾具 加工精度 定位點(diǎn) 夾緊力 第1章 機(jī)床夾具概述 在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。 1．1機(jī)床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。 3、對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。 4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。 5、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。 6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。 以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。 1．2機(jī)床的分類 機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。 1、 按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，拼裝夾具。 2、 按使用機(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。 按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。 1．3工件的裝夾方法 工件裝夾的方法有兩種： 1、 將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上 2、 將工件裝夾在家具上 采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，都采用夾具裝夾工件。 采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)： a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量 b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能” d、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本 第2章 工件的定位及定位元件 2．1 工件在夾具中的定位 （1）工件的定位的基本原理 l 六點(diǎn)定則 用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定位原則”，簡(jiǎn)稱“六點(diǎn)定則”。 六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，起支承點(diǎn)作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。 l 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系 工件定位時(shí)，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時(shí)要限制，有時(shí)可不限制，視具體情況而定。習(xí)慣上，工件的六個(gè)自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個(gè)，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。 在工件定位時(shí)，以下情況允許不完全定位： a． 加工通孔或通槽時(shí)，沿貫通軸的位置自由度可不限制。 b． 毛坯（本工序加工前）是軸對(duì)稱時(shí)，繞對(duì)稱軸的角度自由度可不限制。 c． 加工貫通的平面時(shí)，除可不限制沿兩個(gè)貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。 夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的定位稱為重復(fù)定位。重復(fù)定位分兩種情況：當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，并對(duì)加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱為不可用重復(fù)定位。它將造成工件定位不穩(wěn)定，降低加工精度，使工件或定位元件產(chǎn)生變形，甚至無法安裝和加工。因此，不可用重復(fù)定位是不允許的。 當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，但仍能滿足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增強(qiáng)工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復(fù)定位。在生產(chǎn)實(shí)際中，可用重復(fù)定位被大量采用。 l 基準(zhǔn)、對(duì)定位元件的基本要求 a. 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)盡量使工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合；盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)使工件安裝穩(wěn)定，加工中所引起的變形最??；應(yīng)使工件定位方便，夾緊可靠。 b. 對(duì)定位元件的基本要求 足夠的精度、足夠的強(qiáng)度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。 （2）工件定位方式及其定位元件 a.工件以平面定位。工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，所用定位元件一般可分為主要支承和輔助支承。主要支承用來限制工件的自由度，具有獨(dú)立定位的作用。輔助支承用來加強(qiáng)工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。 b.工件以圓柱孔定位。工件以圓柱孔為定位基準(zhǔn)，如套類、齒輪、撥叉等。此種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷、定位心軸和圓錐定位銷等。 c.工件以外圓柱面定位。工件以外圓柱面定位時(shí)，常用的定位元件有：V形塊、定位套和半圓套。 2.2 定位誤差的分析 造成定位誤差的原因有兩個(gè)：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生 基準(zhǔn)不重合誤差△b；二是定位基準(zhǔn)與限制位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤 差△y 。 基準(zhǔn)不重合誤差△b是一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn) 不重合而造成的加工誤差，其大小為定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。 基準(zhǔn)位移誤差△y是一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)相對(duì)于限位基 準(zhǔn)的最大變化范圍在加工尺寸方向上的投影。 第3章 工件的夾緊和夾緊裝置 3．1夾緊裝置的組成 (1)夾緊裝置的種類繁多，綜合起來其結(jié)構(gòu)均由兩部分組成。 a. 動(dòng)力裝置 產(chǎn)生夾緊力。動(dòng)力裝置是產(chǎn)生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源，夾緊分手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊。手動(dòng)夾緊是靠人力；機(jī)動(dòng)夾緊是采用動(dòng)力裝置。常用的動(dòng)力裝置有液壓裝置、氣動(dòng)裝置、電磁裝置、電動(dòng)裝置、氣-液聯(lián)動(dòng)裝置和真空裝置等。 b. 夾緊裝置 傳遞夾緊力。動(dòng)力裝置所產(chǎn)生的力或人力要正確地作用到工件上，需有適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)機(jī)構(gòu)。傳遞機(jī)構(gòu)是把原動(dòng)力傳遞給夾緊裝置。它由兩種構(gòu)件組成，一是接受原始作用力的構(gòu)件，二是中間傳力機(jī)構(gòu)。 (2)、夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 夾緊裝置的設(shè)計(jì)和選用是否正確，都保證工件的精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度有很大的影響。因此，夾緊裝置應(yīng)滿足以下要求： a. 夾緊過程中，不能破壞工件在定位時(shí)所處的正確位置。 b. 夾緊力的大小適當(dāng)。保證工件在整個(gè)加工過程中的位置穩(wěn)定不變，夾緊可靠牢固，振動(dòng)小，又不超出允許的變形。 c. 夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大，越應(yīng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜、效率較高的夾緊裝置。 d. 具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。力求簡(jiǎn)單，便于制造維修，操作安全方便，并且省力。 3.2 夾緊力的確定 (1) 夾緊力方向的確定 a. 夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。 b. 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (2) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)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(duì)加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)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(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。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(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)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(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 第4章 夾具體及分度裝置 4．1夾具體 （1）夾具體毛坯的類型 a.鑄造夾具體 b.焊接夾具體 c.鍛造夾具體 d.裝配夾具體 e.型材夾具體 （2）夾具體應(yīng)滿足的幾本要求 a.應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。 b.力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及裝卸工件方便。 c.結(jié)構(gòu)工藝性好。 d.排除切削方便。 e.在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。 f.具有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。 4．2分度裝置 （1）分度裝置的類型 a.回轉(zhuǎn)分度裝置。 回轉(zhuǎn)分度裝置是指工件在一次裝夾中，通過夾具的某些部分帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度完成多工位加工的分度裝置。 b.直線分度裝置。 是指工件在一次裝夾中，通過夾具的某些部分帶動(dòng)工件直線移動(dòng)一定距離完成多工位加工的分度裝置。 （2）回轉(zhuǎn)分度裝置的組成 1) 回轉(zhuǎn)分度裝置由固定部分、轉(zhuǎn)動(dòng)部分、對(duì)定機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)等組成。 a. 固定部分 固定部分是整個(gè)裝置的基礎(chǔ)，常與夾具體連接成一體。 b. 轉(zhuǎn)動(dòng)部分 轉(zhuǎn)動(dòng)部分是分度時(shí)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的元件，實(shí)現(xiàn)工件的轉(zhuǎn)位。 c. 對(duì)定機(jī)構(gòu) 對(duì)定機(jī)構(gòu)的作用是轉(zhuǎn)位分度后，確保其轉(zhuǎn)動(dòng)部分相對(duì)固定部分的位置，得到正確定位，實(shí)現(xiàn)分度要求。 d. 鎖緊機(jī)構(gòu) 鎖緊機(jī)構(gòu)是分度對(duì)定后將轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分緊固在一起，減小加工時(shí)的振動(dòng)，確保分度裝置的工作精度。 2)分度對(duì)定機(jī)構(gòu) a.鋼球?qū)ΧC(jī)構(gòu) b.槍栓式圓柱銷對(duì)定機(jī)構(gòu) c.手拉式菱形銷對(duì)定機(jī)構(gòu) d.齒輪齒條操縱的圓錐銷對(duì)定機(jī)構(gòu) f.杠桿操作單斜面對(duì)定機(jī)構(gòu) 3)鎖緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)分度對(duì)定好之后，必須將轉(zhuǎn)盤鎖緊，以增強(qiáng)分度裝置的剛度和穩(wěn)定性。 第5章 閥體工藝性分析 5．1 零件的功用、材料和性能 該閥體是一個(gè)管道控制閥，通過一處外螺紋，一處帶螺紋孔的方形壁與其他物體連接。頂部?jī)?nèi)螺紋是用來安裝控制閥門，利用閥門來控制液體的開關(guān)以及流量的大小。 閥體的材料是灰鑄鐵HT350，其抗拉強(qiáng)度大于350MPa。 灰鑄鐵有很多優(yōu)良性能： 第一，鑄造性能好，灰鑄鐵熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好。 第二，減振性好，石墨割裂了基體，阻止了振動(dòng)的傳播，并將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏А? 第三，切削加工性能好，片狀石墨割裂了基體，使切削容易脆斷，且石墨有減振的作用，減少了刀具的磨損。 第四，缺口敏感性低。 5．2形體分析 此零件是閥體，從零件圖上看，閥體左端通過螺柱和螺母與閥蓋連接，形成球閥容納閥芯的φ43空腔，左端的φ50H11圓柱形槽與閥蓋的圓柱形凸緣相配合；閥體空腔右側(cè)φ35H11圓柱形槽，用來放置球閥關(guān)閉時(shí)不泄露流體的密封圈；閥體右端有用于連接系統(tǒng)中管道的外螺紋M362，內(nèi)部階梯孔φ28.5 、φ20與空腔相通；在閥體上部的φ36圓柱體中，有φ26、 φ22、φ18的階梯孔與空腔相通，在階梯孔內(nèi)容納閥桿、填料壓緊套；階梯孔頂端90扇形限位凸塊，用來控制扳手和閥桿的旋轉(zhuǎn)角度。 從尺寸上分析，閥體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，標(biāo)注尺寸很多，這里僅分析其中主要尺寸，其余尺寸讀者自行分析。 以閥體水平軸線為徑向（高度方向）尺寸基準(zhǔn)，注出水平方向的徑向直徑尺寸φ50、 φ35、φ20和M362等。同時(shí)還要注出水平軸線到頂端的高度尺寸56。 以閥體垂直孔的軸線為長(zhǎng)度方向尺寸基準(zhǔn)，注出鉛垂方向的徑向直徑尺寸φ36、M241.5、 φ22H11、 φ18H11等。同時(shí)還要注出鉛垂孔軸線與左端面的距離21。 以閥體前后對(duì)稱面為寬度方向尺寸基準(zhǔn)，注出閥體的圓柱體外形尺寸φ55、左端面方形凸緣外形尺寸7575，以及四個(gè)螺孔的定位尺寸φ70。同時(shí)還要注出扇形限位塊的角度定位尺寸4530。 5.3 技術(shù)要求分析 尺寸精度：閥體的尺寸精度中Φ50，Φ35的精度為IT7。尺寸41的公差是0.06，精度為IT9。尺寸43的公差是0.039，精度是IT8.尺寸21的公差是0.05，精度是IT9. 尺寸Φ22，Φ20的公差是0.033，精度是IT8. 尺寸5的公差是0.18，精度是IT13. 尺寸Φ18的公差是0.027，精度是IT8. 尺寸56的公差是0.12，精度是IT10. 位置精度:指零件的各表面之間相互位置精度。Φ20和Φ35的同軸度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。四個(gè)螺紋孔對(duì)Φ35的軸線的位置度也應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 表面粗糙度：零件的各表面的粗糙度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的粗糙度Ra值。 熱處理性能：作用零件的使用要求，其材料性能是很重要，對(duì)加工切削也有很大影響。 項(xiàng)目 說明 ◎ Φ0.025 A Φ內(nèi)Φ孔軸線對(duì)Φ內(nèi)孔軸線的同軸度公差為Φ0.025 ⊥ 0.05 A 左端面相對(duì)基準(zhǔn)AΦ圓柱面其垂直度要求為0.05 ⊥ 0.02 A Φ的內(nèi)孔相對(duì)基準(zhǔn)Φ的起垂直度要求是0.02 Φ0.06 A 被測(cè)軸線必須位于直徑為公差值0.06的范圍內(nèi)軸線位于相對(duì)于基準(zhǔn)AΦ所確定的理想位置上 HT350 材料為灰鑄鐵 5.4 零件的加工工藝性分析 此零件是閥體，主要加工面是外圓、內(nèi)孔、端面、階臺(tái)孔、內(nèi)螺紋和溝槽等，而且加工的內(nèi)表面比外表面多，就帶來了許多困難： （1） 孔加工是在零件的內(nèi)部進(jìn)行，切削情況不易直接用眼睛來觀察； （2） 切屑不易排出，冷卻液難以注入切削區(qū)域； （3） 當(dāng)加工時(shí)，壁厚比較薄，加工時(shí)容易產(chǎn)生變形； （4） 內(nèi)孔的測(cè)量要比外圓難，尤其是小孔。 就閥體零件來說： （1）該工件是以左端面和軸線為基準(zhǔn)，根據(jù)基面先行的原則，第一道工序應(yīng)以右端面外圓定位加工左端面及內(nèi)孔。 （2）因閥體零件的壁厚較薄，在各道工序夾持工件時(shí)應(yīng)注意防止變形。 （3）該工件內(nèi)孔Φ20和Φ35有同軸度要求，所以在加工時(shí)Φ20、Φ35應(yīng)在一次裝夾內(nèi)完成加工。 （4）該工件螺紋孔4-M12對(duì)Φ35的軸線有位置度要求，所以在加工4-M12螺紋孔時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)專用鉆模，才能保證位置度的要求。 5.5 安排加工工藝路線 在擬定工藝路線時(shí)，工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，有時(shí)，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時(shí)，只能工序集中，在一臺(tái)普通機(jī)床上加工出盡量多的表面；大批大量生產(chǎn)時(shí)，既可以采用多刀、多軸等高效、自動(dòng)機(jī)床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用效率較高的半自動(dòng)機(jī)床，使工序適當(dāng)集中，從而有效地提高生產(chǎn)率。 閥體零件的加工工藝路線安排如下： （1）鑄造毛坯 （2）時(shí)效處理 （3）車左端面，粗、半精、精鏜孔Φ35、Φ43、Φ50；鉆、粗鉸、精鉸Φ20 （4）調(diào)頭，車右端面，車孔Φ28.5；車右端外圓表面，倒角；車M362螺紋 （5）車上端面，鏜孔Φ18、Φ22、Φ26，車Φ孔24.3；車M24螺紋 （6）鉆—攻4-M12螺紋 （7）銑凸臺(tái) （8）檢查 （9）包裝入庫(kù) 第6章 閥體零件的車床夾具設(shè)計(jì) 車床夾具主要用于零件的旋轉(zhuǎn)表面以及端面。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 6.1 車床夾具的主要類型 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對(duì)稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以閥體零件在車床上加工用專用夾具。 6. 2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機(jī)床主軸的連接 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對(duì)于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對(duì)于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過渡盤在其長(zhǎng)錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè) 6. 3閥體零件的車床專用夾具的總體設(shè)計(jì) （1） 夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2） 當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。 6. 4閥體零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，閥體在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于C面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸的公差為0.02，以及限位基面相對(duì)安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長(zhǎng)度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 閥體零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲(chǔ)備： 故此方案可行。 第7章 閥體零件的鉆床夾具設(shè)計(jì) 鉆床上用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔及攻絲的機(jī)床夾具稱為鉆床夾具，習(xí)慣稱為鉆模。使用鉆模加工時(shí)，是通過鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。鉆模主要用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系。使用鉆?？梢蕴岣呖准翱紫甸g的位置精度，又有利于提高孔的形狀和尺寸精度，同時(shí)還可節(jié)省劃線找正的輔助時(shí)間，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，因此鉆模在批量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。 7.1鉆床夾具的主要類型 鉆床夾具簡(jiǎn)稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種。 （1）固定式鉆模 在使用中，這類鉆模在機(jī)床上的位置固定不動(dòng)浮動(dòng)接頭，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。 （2）回轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個(gè)繞軸線分布的軸向或徑向孔系。 （3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8-f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，加工鉆模一般手工進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，所以?shī)A具及工件應(yīng)小于10kg為宜。 （4）蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體， 其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費(fèi)時(shí)浮動(dòng)接頭，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過10kg。 （5）滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、動(dòng)作迅速、制造周期短的優(yōu)點(diǎn)浮動(dòng)接頭，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。 7.2鉆模的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1．鉆 套 鉆套安裝在鉆模板或夾具體上，用來確定工件上加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，提高加工過程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類。 （1）固定鉆套 （2）可換鉆套 （3）快換鉆套 （4）特殊鉆套 2．鉆模板 鉆模板用于安裝鉆套， 確保鉆套在鉆模上的正確位置，鉆模板多裝在夾具體或支架上， 常見的鉆模板有： （1）固定式鉆模板 （2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 （3）可卸（分離）式鉆模板 （4）懸掛式鉆模板 7.3 閥體零件的鉆床專用夾具的總體設(shè)計(jì) 1．工藝分析 （1）工件的加工要求 4-M12孔軸線與中心軸線的夾角是45度; 4-M12孔中心相對(duì)中心軸線的位置度是Ф0.06. （2）工序基準(zhǔn) 根據(jù)上面的要求，工序基準(zhǔn)是兩中心軸線。 2. 閥體的螺紋孔分度鉆模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）定位方案和定位裝置的設(shè)計(jì) 工件采用端面、銷、四個(gè)R12.5圓弧面之一在回轉(zhuǎn)臺(tái)和活動(dòng)V型塊上定位。 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使活動(dòng)V型塊轉(zhuǎn)動(dòng)水平位置，在彈簧的作用下，卡在R12.5的圓弧面上，限制了工件的軸線的自由度。 （2）導(dǎo)向方案 由于加工四個(gè)螺紋孔，要先鉆孔，然后攻絲，又是批量生產(chǎn)，故適宜選用可換式鉆套。 為了方便的裝卸工件，采用鉸鏈?zhǔn)倾@模板。 （3）夾緊方案 為了快速裝卸工件，采用螺釘及開口墊圈夾緊機(jī)構(gòu)。 （4）分度方案 通過分度盤分度。 3. 工件的加工精度分析 工件在鉆床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、對(duì)刀誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 （1）定位誤差 由于兩中心軸線既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，加工孔的定位誤差等于零。 （2）對(duì)刀誤差 不考慮鉆頭的偏斜。鉸套導(dǎo)向孔尺寸是Фmm，鉸刀的直徑是 Ф。 對(duì)刀誤差=0.064mm （3）夾具誤差 夾具的尺寸的總誤差 分度誤差 =+=0.03mm （4）安裝誤差 =0 （5）加工方法誤差 =0.12/3=0.04mm 閥體零件的鉆床夾具總加工誤差是： 精度儲(chǔ)備： 故此方案可行。 參考文獻(xiàn) ［1］.李名望主編? 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例教程》北京 化學(xué)工業(yè)出版社2009 ［2］.鄭修本主編?《機(jī)械制造工藝學(xué)》，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，1999 ［3］.陸劍中、孫家寧主編?《金屬切削原理與刀具》，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2005 ［5］.許德珠主編?《機(jī)械工程材料》，北京，高等教育出版社，2001 ［6］.陳榕林主編?《機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)》，北京，科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1995 ［7］.陳立德主編?《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，北京，高等教育出版社，2002 ［8］.李益明主編?《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》,北京，機(jī)械工業(yè)出版社,1993 結(jié)束語(yǔ) 本設(shè)計(jì)在孫老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，無不凝聚著各位老師的心血和汗水，在學(xué)校學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著各位老師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向?qū)O老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷? 課程設(shè)計(jì)，我想是我大學(xué)里、也是我學(xué)生時(shí)代中的最后的作業(yè)了，這次作業(yè)，也是我完成最認(rèn)真、投入心血最大的一次作業(yè)。設(shè)計(jì)的順利完成，離不開老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，謝謝各位老師！ 三年來，在學(xué)校和各位老師孜孜不倦的教誨和無微不至的關(guān)懷下，我擁有了更加成熟的思想和更加豁達(dá)的心胸，也學(xué)到了可以獨(dú)立于社會(huì)的一技之長(zhǎng)和永不停息的終身學(xué)習(xí)理念。在此，向各位老師表示誠(chéng)摯的感謝和崇高的敬意.