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機(jī)械制造工藝學(xué)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目: 撥叉加工工藝及加工端面的工裝設(shè)計(jì)
設(shè) 計(jì) 者
目錄
前 言 3
一、零件的分析 3
（一）零件的作用 3
（二）零件的工藝分析 4
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
（一）確定毛坯的制造形式 4
（二）基準(zhǔn)面的選擇 4
（三）制定工藝路線 4
（四）、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 5
（五）確定切削用量及基本工時(shí) 6
工序一：鑄造毛坯 6
工序二：粗、半精銑左端面75×40面即C面 6
工序三 鉆Φ22花鍵底孔，擴(kuò)花鍵底孔Φ22倒2×75o倒角 7
工序四 拉花鍵孔 9
工序五 粗、精銑80×30面 9
工序六 鉆兩M8底孔及攻螺紋 11
工序七 銑18H11的槽 12
三、夾具設(shè)計(jì) 13
一、 問(wèn)題的提出 14
二、 夾具設(shè)計(jì) 14
1、定位基準(zhǔn)的選擇 14
2、.夾緊機(jī)構(gòu) 14
3.對(duì)刀裝置 14
4.夾具與機(jī)床連接元件 14
5.使用說(shuō)明 14
6. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 14
參考文獻(xiàn) 14
前 言
通過(guò)所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)（《公差與配合》、《工程材料》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)制造》、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等）和金工實(shí)習(xí)使我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造有了一定的感性和理性認(rèn)識(shí)。這次機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以復(fù)習(xí)、鞏固和應(yīng)用。是理論和實(shí)踐相結(jié)合的有效手段。不僅為大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，而且為以后的工作打下一定的基礎(chǔ)。
在這次設(shè)計(jì)中，我們主要設(shè)計(jì)C6140撥叉的夾具。在設(shè)計(jì)中閱讀大量的參考資料并且得到老師的指導(dǎo)由于能力有限在設(shè)計(jì)中難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)批評(píng)指正。
一、零件的分析
（一）零件的作用
題目給定的零件是C6140撥叉（見(jiàn)附圖1）它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要其換擋作用。通過(guò)撥叉的撥動(dòng)使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達(dá)到要求的主軸轉(zhuǎn)速。寬度為30mm的面的尺寸精度要求很高，在撥叉工作工程中，和如果撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它們之間的空隙很大時(shí)?；讫X輪就達(dá)不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進(jìn)行正確有效的嚙合。從而影響整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為30mm的面和槽之間要達(dá)到很高的配合精度。
（二）零件的工藝分析
CA6140撥叉共有兩組加工表面：
1、這一組加工表面包括:A端面和軸線與A端面相垂直的 花鍵底孔
2、這一組加工表面包括: 六個(gè)方齒花鍵孔，及Φ25mm花鍵底孔兩端的2×75°倒角。
對(duì)于兩組加工表面可先加工一組表面，再用專用夾具加工另一組表面。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一）確定毛坯的制造形式
此次所設(shè)計(jì)的撥叉材料為HT200，根據(jù)材料成型工藝可知用金屬型鑄造。該零件能夠承受較大載荷和沖擊載荷，能夠滿足使用要求。因?yàn)樯a(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。因?yàn)榱慵螤詈?jiǎn)單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，可不鑄出。
毛坯零件圖見(jiàn)附圖2。
（二）基準(zhǔn)面的選擇
1、粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于撥動(dòng)滑移齒輪的右端面。所以以Φ40的外圓表面為粗基準(zhǔn)。
2、精基準(zhǔn)的選擇：為了保證定位基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)重合，所以選擇零件的左端面為精基準(zhǔn)。
（三）制定工藝路線
工藝路線方案一：
工序一：鑄造毛坯；
工序二：粗、半精銑左端面C面，
工序三：鉆孔并擴(kuò)花鍵底孔Φ22并锪2×75°倒角；
工序四：拉花鍵Φ25H7
工序五：粗、半精銑底面D面；
工序六：鉆配作孔、螺紋孔；
工序七：粗、半精銑槽；
工序八：去毛刺；
工序九：終檢，入庫(kù)。
工藝路線方案二：
工序一：鑄造毛坯；
工序二：粗、半精銑左端面C面，
工序三：終檢，入庫(kù)。
工序四：拉花鍵Φ25H7
工序五：粗銑底面D面及18H11槽；
工序六：半精銑底面D面及18H11槽；
工序七：鉆配作孔、螺紋孔；
工序八：去毛刺；
工序九：鉆孔并擴(kuò)花鍵底孔Φ22并锪2×75°倒角；
比較兩種工序加工方案，考慮到加工過(guò)程中粗精銑同一面可用同一夾具和刀具，為了減少換夾具及刀具的時(shí)間，縮短加工工時(shí)提高加工效率，故采用第一種加工方案。
（四）、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：
C6140撥叉材料為HT200毛坯質(zhì)量為0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。
根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。
根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng)40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。
選取公差等級(jí)CT由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等級(jí)為8~10級(jí)，，取為10級(jí)。
求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》中表5-3可查得尺寸公差為CT=3.2mm
求機(jī)械加工余量由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-5查得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為D~F，取為E級(jí)
求RAM（要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有的加工表面取同一數(shù)值，由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-4查得最大輪廓尺寸為80mm、機(jī)械加工余量為E級(jí)，得RAM數(shù)值為0.7mm。
求毛坯尺寸 2-M8通孔和Φ5錐孔較小鑄成實(shí)心；C、Ｄ面單側(cè)加工，應(yīng)由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》式5-2求出，即：
R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm
D面為單側(cè)加工，毛坯尺寸由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》式5-1求出，即：
R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm
為了簡(jiǎn)化鑄件的形狀取R＝75mm
鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見(jiàn)下表：
項(xiàng)目
C面
D面
公差等級(jí)CT
10
10
加工面基本尺寸
80
72
鑄件尺寸公差
3.2
3.2
機(jī)械加工余量等級(jí)
E
E
RAM
0.7
0.7
毛坯基本尺寸
82.3
75
1、C面的單邊總加工余量為Z＝2.3mm。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-49精加工余量故粗加工余量為Z＝1.3m
2、D面精加工余量同C面Z＝1mm故D面粗加工余量Z＝2mm
3、花鍵孔
要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工
內(nèi)空尺寸為。由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-42卻定孔的加工余量分配：
鉆孔：20mm
擴(kuò)孔：22mm
拉花鍵孔(6-25H7**6H9)
4、銑18H11槽
由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-41查得粗銑后半精銑寬度余量Z＝3mm粗銑后公差為+0.18～+0.27半精銑后公差為+0.11（IT11）
（五）確定切削用量及基本工時(shí)
工序一：鑄造毛坯
工序二：粗、半精銑左端面75×40面即C面
一、 粗銑面75×40面
1、 背吃刀量的確定
因?yàn)榍邢饔嗔枯^小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。
2、 進(jìn)給量的確定。
選用硬質(zhì)合金端銑刀刀具材料為YG6銑刀直徑為8mm齒數(shù)為10，選用X5032，立式升降臺(tái)銑床，功率為7.5KW。由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表11－92可查得每齒進(jìn)給量fz＝0.14～0.24mm取fz＝0.2mm/z
3、 銑削速度的確定。
由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150～225HBS，查得Vc=60~10m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n＝1000Vc/D＝238.8～437.9r/min 。Vf＝fzZn＝477.6～875.6r/mm。故取n＝300r/min ，Vf＝480mm/min。
切削工時(shí)：
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故
t＝
＝
＝0.18mim。
二、 精銑75×40面
1、 背吃刀量的確定
由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即ap＝1mm。
2、 進(jìn)給量的確定
選用與粗銑刀同樣的刀具與機(jī)床，由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表11-92要求表面粗糙度為3.2查得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5～1.0故取0.5mm/r
3、 銑削速度的確定
由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得銑削速度為60～110m/min則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n＝1000Vc/D=238.8~437.9r/mim取n＝300r/min，則Vf＝150mm/min。
4、 計(jì)算切削工時(shí)
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.26查得入切量和超切量Y+＝12mm。則
t＝
＝
＝0.61mim
工序三 鉆Φ22花鍵底孔，擴(kuò)花鍵底孔Φ22倒2×75o倒角
1、 鉆Φ20的孔。
1） 決定進(jìn)給量
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do＝20mm。
鑄鐵的硬度大于200HBS查得進(jìn)給量f=0.43~0.53mm/r由于Yd＝80/20＝4查得修正系數(shù)Ktf＝0.95則f＝0.41～0.50mm/r。
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.8可查得鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量為f＝1.75mm/r。
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.9可知機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度所允許的鉆削進(jìn)給量。
選用Z525鉆床由表2.35查得進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大抗力Fmax＝8830N，do20.5，查f＝0.93mm/s，故取f＝0.48由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F＝5510N小于Fmax，故可用。
2） 確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。
3） 確定切削速度
＝286.6r/min
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.35取n＝272r/min則實(shí)際切削速度
Vc＝＝＝17.1 m/min。
4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.20可查得f0.5 mm/r時(shí)，Mc＝76.81Nm。當(dāng)nc＝272r/min時(shí)由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.35可查得Mm＝144.2Nm。
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.23查得Pc＝1.1 kw。Pe＝2.6×0.81＝7.76 kw。
因?yàn)镸cMm，PcPe，故所選切削用量可用。
f＝0.48mm/r ，n＝nc＝272r/min。Vc＝17m/min。
計(jì)算基本工時(shí)：
tm＝
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.29查得入切量與超切量分別為10mm和10mm。故：
tm＝＝＝0.69 mim。
二、擴(kuò)20孔。
1、確定背吃刀量
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得背吃刀量為2mm。
2、確定進(jìn)給量
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查的f＝0.6～0.7mm/r。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取f＝0.62mm/r
3、計(jì)算切削速度
＝5.7～8.5 m/min
由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為：
n＝82.5r/min
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n＝140r/min，則實(shí)際切削速度
v＝＝9.67 m/min
4、計(jì)算切削工時(shí)
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.5可查得Kv＝30～60，取Kv＝45。
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.5.1查得tm＝，式中各參數(shù)：L=80mm，L1＝1.707～2.107，取L1＝2mm。
故
tm＝0.8min
工序四 拉花鍵孔
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.1-42拉刀的齒開(kāi)量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開(kāi)量為0.04～0.1mm，取齒開(kāi)量為0.06mm。拉削速度由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.1－65查得表面粗糙度要切Ra＝1.25～2.5，拉削速度為級(jí)的花鍵拉削速度為
Vc＝4.5～3.5 m/min 取Vc＝3 m/min
拉削級(jí)別由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.1－66查得。
拉削加工工時(shí)
t＝
式中Zb為單面余量Zb ＝＝1.5 mm
L為拉削表明長(zhǎng)度 L＝80 mm
為拉削系數(shù)，?。?.2
K 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)取 k＝1.4
v為拉削速度
fz為拉刀單面齒開(kāi)量
z為拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z＝L/P
P為拉刀齒距 P＝（1.25~1.5）＝1.35
＝12 mm
所以拉刀同時(shí)工作齒數(shù)為
z＝L/P=80/127
所以
t＝
＝0.16 min
工序五 粗、精銑80×30面
一、粗銑80×30面
1、加工余量的確定
由前面可知粗加工加工余量為2 mm，加工余量較小故采用一次切削故ap＝2 mm。
2、切削用量的確定
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－20選擇高速鋼立銑刀，銑刀直徑為16 mm齒數(shù)為3。
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－96查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為aw＝do/4，銑刀的銑削速度為v＝18.29m/min，每齒進(jìn)給量為0.063～0.102 mm/z
則主軸轉(zhuǎn)速為
n＝=358.3~577.2 r/min
取n＝460r/min，由此可得Vf＝＝0.09×3×460
＝124.2 mm/min
3、銑削加工工時(shí)的計(jì)算
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－94可查得
t＝
式中
i為次給次數(shù)i＝ 8
＝0.5do+（0.5～1.0）＝9 mm
＝1～2 mm?。? mm
則
t＝＝5.86 min
精銑 80×30面
1、加工背吃刀量ap的確定
由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap＝1 mm
2、進(jìn)給量的確定
由《精銑加工工藝手冊(cè)》表2.1－72查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時(shí)同一銑刀和機(jī)床。
銑削寬度為aw＝3 mm是的每齒進(jìn)給量為0.08～0.05 mm/z，因?yàn)楸砭纫筝^高故fz＝0.06 mm/z
3、切削用量的確定
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－75查得銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)查得后刀面最大磨損限度為0.2～0.25 mm。
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－76限度壽命查得限度壽命T=60min。由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-92查得Vc＝22 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速：
n＝＝437.9 r/min
取n＝460 r/min。
則Vf＝fz*z*n＝0.06*3*460
=82.8 mm/min
4、計(jì)算銑削加工工時(shí)
由上面可知
t＝
式中
、、與上述所相同。
＝30/3＝10
將各參數(shù)代入上式可得：
t＝×10
＝11 min
工序六 鉆兩M8底孔及攻螺紋
1、選擇切削用量
選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為Φ7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7查得進(jìn)給量f＝0.36～0.44mm/r，由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.83和鉆頭允許的進(jìn)給量確定進(jìn)給量f＝0.86mm/r。由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.9機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的鉆削進(jìn)給量查得f＝1.6mm/r。故由Z525型立式鉆創(chuàng)說(shuō)明書取f＝0.36mm/r。
2、確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5～0.8壽命為T＝35min。
3、確定切削速度
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15查得切削速度為V＝18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為
n＝＝818.9 r/min。
由Z525鉆床說(shuō)明書由就近原則取n＝680 r/min。故實(shí)際切削速度為v＝14.9 m/min
4、校核機(jī)床扭矩及功率
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.20查得
=420, =1 ＝0.8，=0.206, 2.0, =0.8
＝420×72×0.360.8×1
＝1298.3 N
Mc＝0.206×72×0.360.8×1＝4.5 Nm
Pc＝＝0.32 KW
根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機(jī)床的各個(gè)相應(yīng)的參數(shù)，故機(jī)床符合要求。
5、計(jì)算鉆削加工工時(shí)
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.29查得入切量和超切量y＋的值為6 mm。故
t＝＝
＝0.07 min
因?yàn)楸砻娲嬖趥z加工孔故加工工時(shí)為T=2t＝0.14 min。
二、攻M8螺紋
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7.2-4選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐，在普通鉆床上攻絲。
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7.2-13在普通鉆床上攻絲切削速度表查得Vc＝11～12 m/min。故鉆床主軸的轉(zhuǎn)速為：
我n＝＝437.9 ～477.7 r/min
由Z525的說(shuō)明書的參數(shù)可取n＝392 r/min。故實(shí)際切削速度為
Vc＝9.8 mm/min
攻螺紋機(jī)動(dòng)實(shí)際的計(jì)算
我tm＝
其中：：工件螺紋的長(zhǎng)度＝10 mm。
：絲錐切削長(zhǎng)度＝22 mm。
：攻螺紋是的超切量＝（2～3）P?。?。
：攻螺紋是的轉(zhuǎn)速＝392 r/min。
：絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速＝680 r/min。
P:螺距。
工序七 銑18H11的槽
一、粗銑18H11槽
1、選擇與加工80×30平面同一規(guī)格的銑刀，同一銑床。
因?yàn)椴凵顬?5 mm 故銑18H11槽時(shí)底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達(dá)到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故ap＝30 mm
2、切削用量的確定
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-96查得切削速度為
V＝18～29 m/min
每齒進(jìn)給量為fz＝0.063～0.102 mm/z取fz＝0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為
n＝=358.3～577.2 r/min
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書可取n＝460 r/min。則實(shí)際轉(zhuǎn)速為
Vf＝fznz＝0.09×3×460
＝124.2 mm/min
3、切削加工工時(shí)
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-99查得
＝
＝0.82 min
二、半精銑18H11槽
1、選取與粗銑18H11槽同一規(guī)格的銑刀，背吃刀量ap＝5 mm。
2、確定進(jìn)給量
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-72查得每齒進(jìn)給量為fz＝0.05～0.08 mm/z取fz＝0.06 mm/z。
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為0.22～0.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T＝60 min
3、切削用量的確定
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-92查得V＝22 m/min，則主軸轉(zhuǎn)速
n＝=437.9 r/min
根據(jù)機(jī)床的說(shuō)明書確定主軸轉(zhuǎn)速為n＝460 r/min。
則Vf＝fznz＝82.8 mm/min
4、計(jì)算切削工時(shí)
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-99查得
＝1.2 min
2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1定位機(jī)構(gòu)
圖2-1-1大平面、擋板和支承釘
在夾具設(shè)計(jì)中，定位方案不合理，工件的加工精度就無(wú)法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。
根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機(jī)床夾具的使用過(guò)程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。
設(shè)計(jì)夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無(wú)論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。
由于該零件的加工是銑40X70的端面并以下底面作為定位面，屬面定位類型，因此本次設(shè)計(jì)采用的定位機(jī)構(gòu)為大平面與支承釘相結(jié)合。定位的形式很多，大平面限制X，Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)及Z方向的移動(dòng)；小平面限制Y方向的移動(dòng)；在用另一個(gè)小平面限制X方向移動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)完全定位。裝夾工件時(shí)，通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)壓板將夾緊工件。本次設(shè)計(jì)的定位平面與平面相結(jié)合，分別限制工件的X、Y方向的移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)自由度以及Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動(dòng)作慢、效率低。
2.2夾緊機(jī)構(gòu)
圖2-2-1工件放置方式
1.夾緊的目的：使工件在加工過(guò)程中保持已獲得的定位不被破壞，同時(shí)保證加工精度。
2 .夾緊力的方向的確定：
1）夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。
2）夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。
3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。
3 .夾緊力的作用點(diǎn)的選擇：
1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)，或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。
2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。
3）夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。
4）夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。
4. 選擇夾緊機(jī)構(gòu)：
設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：
1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。
2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。
3)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)
4)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。
5)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。
6)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。
圖2-2-2夾緊機(jī)構(gòu)
選用壓板夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)對(duì)被加工工件進(jìn)行夾緊。
壓板夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴(kuò)力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。
2.3機(jī)床夾具的總體形式
機(jī)床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機(jī)床等因素來(lái)確定。
夾具的組成歸納為：
1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。
2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。
3）導(dǎo)向及對(duì)刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。
4） 動(dòng)力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動(dòng)、液動(dòng)等動(dòng)力裝置。
5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過(guò)它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。
6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來(lái)設(shè)置的元件或裝置。
2.4.1確定夾具體：
夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置，特別是臺(tái)鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時(shí)，但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺(tái)面，以便夾具在機(jī)床工作臺(tái)上固定。夾具體一般是設(shè)計(jì)成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來(lái)固定定位元件、加緊機(jī)構(gòu)和聯(lián)接體，并于機(jī)床可靠聯(lián)接。
2.4.2確定聯(lián)接體：
聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過(guò)內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來(lái)定位，考慮到剛性問(wèn)題，在相對(duì)應(yīng)的位置上在用一個(gè)聯(lián)接體支承鉆套板，同樣用內(nèi)六角螺栓定位。
2.4.3夾具體的總體設(shè)計(jì)圖:
2.5繪制夾具零件圖
對(duì)裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。
1.零件圖盡可能按1:1.5繪制。
2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術(shù)要求而定。
3.零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整。
4.零件圖名稱：
零件圖1壓板
零件圖2上蓋
2.6 繪制夾具裝配圖
1.裝配圖按1:1.5的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理。
2.視工件為透明體，用雙點(diǎn)劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置。
3.按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)。
4.畫出夾具體及其它聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一體。
此機(jī)床夾具要用到的零件如下：
（1）壓板
（2）圓柱銷
（3）內(nèi)六角圓柱頭螺釘
（4）六角頭頭部帶槽螺栓A級(jí)
（5）輕型彈簧墊圈
（6）精密機(jī)械用緊固件十字槽螺釘B型
（7）圓柱銷-淬硬鋼和馬氏體不銹鋼
（8）帶孔球面圓柱頭螺釘C型
（9）彈簧
（10）內(nèi)六角圓柱頭螺釘
（11）標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈
（12）六角頭螺桿帶孔螺栓-A和B級(jí)
（13）軸用彈性擋圈A型
（14）支承釘
（15）夾具體
（16）平墊圈
5.標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等
(1)夾具的外形輪廓尺寸，所設(shè)計(jì)夾具的最大長(zhǎng)、寬、高尺寸。
(2)夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機(jī)床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對(duì)定裝置等。
(3)夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對(duì)刀塊塞尺的尺寸、對(duì)刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。
(4)夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。
(5)各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。
6.夾具裝備圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求
(1)定位元件的定位面間相互位置精度。
(2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。
(3)定位表面與導(dǎo)向元件工作面間的相互位置精度。
(4)各導(dǎo)向元件的工作面間的相互位置精度。
(5)夾具上有檢測(cè)基準(zhǔn)面的話，還應(yīng)標(biāo)注定位表面，導(dǎo)向工作面與該基準(zhǔn)面間的位置精度。
對(duì)于不同的機(jī)床夾具，對(duì)于夾具的具體結(jié)構(gòu)和使用要求，應(yīng)進(jìn)行具體分析，訂出具體的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)中可以參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)以及同類的夾具圖樣資料。
7.對(duì)零件編號(hào)，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表：
每一個(gè)零件都必須有自己的編號(hào)，此編號(hào)是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動(dòng)中，生產(chǎn)部件按零件編號(hào)生產(chǎn)、查找工作。
完整填寫標(biāo)題欄，如裝配圖號(hào)、名稱、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。
完整填寫明細(xì)表，一般來(lái)說(shuō)，加工工件填寫在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在明細(xì)表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。
8.機(jī)床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面：
1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗(yàn)算。
2)夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng) 在大批量生產(chǎn)時(shí)，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置，提高自動(dòng)化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時(shí)，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多品種工件的加工。
3)安全、方便、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 機(jī)床夾具要有工作安全性考慮，必要時(shí)加保護(hù)裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時(shí)，更需要減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
4)排屑順暢 機(jī)床夾具中積集切屑會(huì)影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑問(wèn)題充分的重視。
5)機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要方便制造、檢測(cè)、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。
3.定位誤差設(shè)計(jì)
3.1誤差分析
3.1.1定位誤差
工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個(gè)方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：
1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。
2）夾具帶著工件安裝在機(jī)床上，夾具相對(duì)機(jī)床主軸（或刀具）或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對(duì)定誤差。
3）加工過(guò)程中誤差，如機(jī)床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動(dòng)等原因引起的誤差。
其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動(dòng)量所引起愛(ài)的加工誤差。
3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因
1.基準(zhǔn)不重合來(lái)帶的定位誤差：
夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會(huì)反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
2.間隙引起的定位誤差
在使用心軸、銷、定位套定位時(shí)，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。
3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差
1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。
2）導(dǎo)向元件、對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對(duì)刀誤差。
3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對(duì)定誤差導(dǎo)致工件相對(duì)刀具主軸或運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生的位置誤差。
4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。
3.2定位誤差的計(jì)算
1.定位誤差，此項(xiàng)主要是定位孔∮8H6與定位銷∮8f5的間隙產(chǎn)生，最大間隙為-0.028mm。
2.鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標(biāo)注尺寸為15.3±0.015mm，誤差為0.03mm。
3.鉆套與襯套的配合間隙，有∮18H7／h6可知最大間隙為0.024mm。
4.鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)鉆套，精度較高，此項(xiàng)可以忽 略。
5.鉆頭與鉆套間隙的間隙會(huì)引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差e，由下式求出：
e=( H/2 + h + b )△max/H
e----刀具引偏量（mm）
H----鉆套導(dǎo)向高度（mm）
h----鉆套下斷面與工件間的空間高度（mm）
△max----刀具與鉆套的最大間隙
刀具與鉆套的配合為∮30H7/r6，可知△max=0.028mm；將H=36mm, h=20, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。
由于上述各項(xiàng)都是按最大誤差計(jì)算，實(shí)際上各項(xiàng)也不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法求和：
該項(xiàng)誤差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。
結(jié)論
在這次歷時(shí)兩個(gè)禮拜的課程設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中有很多的不足，自己知識(shí)中存在著很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論到實(shí)踐的能力還急需提高。讓我認(rèn)識(shí)到了仔細(xì)認(rèn)真的重要性。
這次課程設(shè)計(jì)讓我們更能注意到細(xì)枝末節(jié)。這次課設(shè)使我對(duì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求。同時(shí)感覺(jué)到了細(xì)節(jié)的重要性。有時(shí)候我們我們錯(cuò)的并不是理論，而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒(méi)有刪掉。作為一個(gè)設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)掌握良好的專業(yè)知識(shí)，有一個(gè)認(rèn)真仔細(xì)的心態(tài)，還有有一個(gè)冷靜的心態(tài)，遇到問(wèn)題不能慌亂，不知所措
首先根據(jù)工件的加工要求，我選擇了銑床，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分底面和兩側(cè)端面，限制6個(gè)自由度。滿足六個(gè)自由度的要求，但是不影響機(jī)床夾具的工作。因?yàn)楸患庸ぜ枰娖矫嫦拗?個(gè)自由度會(huì)增進(jìn)效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內(nèi)六角螺釘進(jìn)行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上，能更方便，準(zhǔn)確的進(jìn)行面加工。通過(guò)以上這些步驟，此機(jī)床夾具可以正常工作，此項(xiàng)設(shè)計(jì)方案可實(shí)施。通過(guò)精度驗(yàn)算可知，此項(xiàng)機(jī)床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，雖然感覺(jué)到了我的不足之處，但是我也學(xué)到了不少東西。在一定程度上，使我對(duì)以前學(xué)習(xí)過(guò)的東西有了加深理解和熟練操作。課程設(shè)計(jì)是機(jī)械專業(yè)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的、總結(jié)性的理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能的具體實(shí)踐過(guò)程。通過(guò)本次夾具設(shè)計(jì)，我對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容源于生產(chǎn)實(shí)踐，使得課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。上學(xué)期在長(zhǎng)春一汽進(jìn)工廠實(shí)習(xí)或參觀的時(shí)候?qū)A具也有所了解，而這次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，使我對(duì)夾具有了更深刻的認(rèn)識(shí)
我們?cè)谶@次的學(xué)習(xí)實(shí)踐中看到了自己的不足，同時(shí)發(fā)現(xiàn)到自己的一個(gè)不足，意味著我們成長(zhǎng)了一點(diǎn)，如果我們每天成長(zhǎng)一點(diǎn)點(diǎn)，那么我們會(huì)穩(wěn)扎穩(wěn)打的走向成功。
致謝
為期兩周的課程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼就過(guò)去了。通過(guò)這兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，使我綜合的運(yùn)用了幾年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。在課程設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中有很多的不足，自己知識(shí)中存在著很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論到實(shí)踐的能力還急需提高。
首先，感謝學(xué)校給我們提供這次難得的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，這讓我真切的體會(huì)到理論與實(shí)際相結(jié)合的意義，為我今后的機(jī)械制造技術(shù)設(shè)計(jì)思路奠定了基礎(chǔ)。從次課程設(shè)計(jì)中能讓我們學(xué)習(xí)到一些課本中不能引起我們注意的細(xì)節(jié)東西，感謝學(xué)校為我們提供的寶貴學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)！
我非常感謝我的指導(dǎo)教師張福老師和張海華老師。兩周來(lái)，我時(shí)刻體會(huì)著兩位老師嚴(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)，不論天氣有多么的炎熱，都會(huì)在我們身邊細(xì)心指導(dǎo)。在課外時(shí)間，我們不明白一些設(shè)計(jì)的問(wèn)題和有關(guān)畫圖方面的問(wèn)題時(shí)，每次去老師那里，老師都會(huì)在百忙之中給我們足夠的時(shí)間去問(wèn)問(wèn)題，有時(shí)還會(huì)和我坐下來(lái)一起討論設(shè)計(jì)的方案。當(dāng)我的提出的方案不是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的時(shí)候老師會(huì)細(xì)心講解給予更好的意見(jiàn)。整個(gè)過(guò)程，兩位老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)下，我的課程設(shè)計(jì)才能順利進(jìn)行，這篇論文也才得以順利完成。兩位老師不僅在學(xué)習(xí)上對(duì)我嚴(yán)格要求，在我們的思想行為上都給予了教育與指導(dǎo)。
這次課程設(shè)計(jì)雖然我完成的不是很成熟，但是通過(guò)老師的幫助和自己的努力完成課程設(shè)計(jì)還是讓我有一種自豪感，這是我自己真的去思考，設(shè)計(jì)，查詢資料得來(lái)的成果。在這次課程設(shè)計(jì)結(jié)束的時(shí)候，我感到有一種輕松感，不是因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)不用再做了，而是因?yàn)槲覐倪@次課程設(shè)計(jì)中獲得了知識(shí)，有所學(xué)、有所用。更加知道我們將來(lái)能做什么，會(huì)做什么，該做什么。讓我們對(duì)行業(yè)有了了解，讓我們對(duì)自己的未來(lái)有了規(guī)劃。
感謝兩位老師的細(xì)心指導(dǎo)！老師辛苦了！謝謝！
參考文獻(xiàn)
[1] 作者：吳宗澤，羅圣國(guó)，書名《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止頁(yè)：37～46。
[2] 作者：李慶余，書名《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》，出版者：機(jī)械工業(yè)出版社，出版年：2008年，版次：2版
[3] 作者：張海華，書名《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 ，出版者：機(jī)械工程系，引用部分起止頁(yè)：44～46頁(yè)。
[4] 作者：薛源順，書名《機(jī)床夾具圖冊(cè)》 ，出版者：機(jī)械工業(yè)出版社， 出版年2003年，版次：1版