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課程設計論文 論文題目：設計“調(diào)速杠桿”零件的機械 加工工藝規(guī)程及銑小凸臺的夾具工藝裝備 班 級： 專 業(yè)： 學生姓名： 指導教師： 日 期: 目錄 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定………………………………………………1 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖…………………………………………3 三、選擇加工方法，制定工藝路線……………………………………………………6 四、工序設計……………………………………………………………………………8 五、確定切削用量及基本時間…………………………………………………………12 六 夾具設計…………………………………………………………………………… 25 七、總結…………………………………………………………………………………26 八、參考文獻………………………………………………………………………………26 序言 機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜和運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立的分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有很多不足之處，希望各位老師多加指教。 一． 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型確定 1. 零件的作用 題目所給的零件是調(diào)速杠桿，主要作用是用于連接調(diào)速器，對側(cè)面加工要求低，對下孔的的加工精度要求比較高，尤其是φ12mm的孔有粗糙度的要求高，加工有困難。 2.零件工藝分析 通過對該零件的重新繪制，知道原圖樣的視圖基本正確，完整尺寸，公差及技術要求齊全。但下表面的精度較高。要進行精銑才能達到粗糙度要求。 該零件屬于桿類零件，它的側(cè)面都是直接鍛造出來的，在加工時很方便，但要同時保證孔的平行度和垂直度比較困難，但毛坯基本確定位置，所以簡單了許多 3.零件的生產(chǎn)類型 依設計題目知：Q=4000臺/年，n=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率α和廢品率β分別取10%和1%。代入公式N=Qn(1+α)(1+β)得該零件生產(chǎn)綱領 N=40001（1+10%）（1+1%）=4444件/年 零件質(zhì)量為0.25kg,查表2-1得其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 二． 選擇毛坯及熱處理、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖 1. 選擇毛坯 該零件的材料為30鋼，考慮到零件的強度要求較高、形狀比較簡單，因此應該采用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為4444件，屬批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應該的。 2.確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 參見《機械制造技術基礎課程設計指南》（崇凱 主編，李楠 副主編2010版）第五章第一節(jié)，鋼質(zhì)模鍛件的公差及機械加工余量按GB/T 12362-2003確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 鍛件公差等級 由該零件的功用和技術要求，確定其鍛件公差等級為普通級。 鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品質(zhì)量，估算為。 鍛件形狀復雜系數(shù) 該鍛件為非圓形鍛件，長，寬，假設最大厚度，則由公式（5-5） 由于0.204介于0.16和0.32之間，故該零件的形狀復雜系數(shù)屬于級。 鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該零件材料為30鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于級 零件的表面粗糙度 由于該零件圖可知，該零件各加工表面為。 3.確定機械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查表5-9，由此查得單邊余量在厚度方向為1.5～2.0mm,水平方向亦為1.5～2.0mm，即鍛件的各個加工余量均為1.5～2.0mm。 4.確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度。 分析本零件，各加工表面的粗糙度為，因此各加工表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。孔、、、由于孔較小，不鍛出，均由加工得到。 綜上所述，確定毛坯尺寸見表1-1 表1-1 調(diào)速杠桿毛坯（鍛件）尺寸 零件尺寸 單面加工余量 緞件尺寸 5.確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復雜系數(shù)從表5-7中查得。本零件毛坯尺寸允許偏差見表1-2。 表1-2 調(diào)速杠桿毛坯（鍛件）尺寸允許偏差 鍛件尺寸 偏差 根據(jù) 表5-7 6.設計毛坯圖 確定圓角半徑 鍛件的外圓角半徑按表格5-12確定。本鍛件的各個部分為＞1,故均按表中第一行中的數(shù)值。為簡化起見，本鍛件圓角取相同數(shù)值，結果為 考慮到加工余量只有2，故取以保證各表面的加工余量。 確定模鍛斜度 本鍛件 由于上下模膛相等，根據(jù)計算，查表5-11，外模斜度，考慮到零件的結構較小，加工余量等取 確定分模位置 由于毛坯是杠類零件，應采取沿杠長方向分模，這樣可以使材料利用率得到提高。為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)模鍛過程中的錯移，選擇沿杠長方向上下對稱面為分模面，分模線為不對稱彎曲線，屬于不對稱彎曲分模范線。 確定毛坯的熱處理方式 鋼質(zhì)杠桿毛坯經(jīng)緞造后應安排正火，以消除殘余的鍛造應力，并使不均勻的金相組織通過重新結晶而得到細化、均勻的組織，從而改善加工性。 圖1-2為毛坯圖 三．選擇加工方法，制定工藝路線 1.定位基準的選擇 本零件是帶孔的杠桿，孔是其設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選孔作為精基準，及杠桿一端面作為精基準。 分析零件可知，孔作為精基準應先加工，應選外圓及一端面作為粗基準。 2.零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有端面、內(nèi)孔杠桿兩側(cè)面等，材料為30鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本指南有關資料，其加工方法選擇如下。 兩端面，公差等級為IT12，表面粗糙度為根據(jù)表5-16選擇粗車即可。 內(nèi)孔 公差等級為IT7表面粗糙度為，孔徑＜15～20mm根據(jù)表5-15選擇 鉆-粗鉸-精鉸。 內(nèi)孔 未標注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為根據(jù)表5-15選擇 粗鏜即可。 杠桿兩側(cè)面表面粗糙度，尺寸為，公差等級為IT9級，根據(jù)表5-16選擇 粗銑-精銑。 20槽和凸塊 表面粗糙度為根據(jù)表5-6選擇 粗銑即可。 、內(nèi)孔，公差等級IT9，表面粗糙度查表5-30得其平行度和垂直度公差等級為IT10～11，根據(jù)表5-15和表5-24選擇 鉆-鉸即可。 3.制定工藝路線 按照先加工基準面再以先粗后精的原則，該零件的加工可以按下述工藝路線進行。 工序Ⅰ：以處外圓及右端面定位粗車左端面、倒角； 再以左面為基準加工右端面、倒角。 工序Ⅱ：以外圓為基準鉆-粗鉸-精鉸孔，粗鏜孔、倒角。 工序Ⅲ：以杠桿左表面為基準粗銑-精銑長桿右表面，再以右表面為基準粗銑-精銑左表面（互為基準）。 工序Ⅳ：以杠桿左表面和軸線為基準鉆-鉸、內(nèi)孔、倒角。 工序Ⅴ：以外圓及左端面為基準粗銑槽20、粗銑凸臺表面。 工序Ⅵ：鉗工去毛刺。 工序Ⅶ：終檢。 四．工序設計 1．選擇加工設備與工藝裝備 （1）選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。 工序Ⅰ是粗車。工序工步不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外圓長度精度要求不高，選用最常用的CA6140型臥式車床（表5-55）。 工序Ⅱ是鉆-粗鉸-精鉸、粗鏜、倒角，為了加工方便，結合零件外形，選擇CA6140型臥式車床。 工序Ⅲ銑側(cè)面。從加工的要求及尺寸的大小考慮，選擇X51型立式銑床較合適（表5-71）。 工序Ⅳ鉆孔。從加工要求來看，選擇Z550型立式鉆床比較合適（表5-64）。 工序Ⅴ銑槽和凸臺。根據(jù)加工要求和尺寸，選擇X51型立式銑床。（表5-71） （2）選擇夾具 本零件除鉆-鉸、內(nèi)孔以及杠桿左右表面需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。車床使用三角自定心卡盤。 （3）選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 車床一般選擇硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼制零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工選擇YT5。 鉆刀選擇相應大小的鉆刀即可。 銑刀選擇鑲齒盤銑刀即可（表2-17）。 （4）選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀的特點，參考本書有關資料，選擇如下。 厚度采用測量讀數(shù)值為0.01mm的千分尺、槽和凸塊的測量采用讀數(shù)值為0.02的游標卡尺進行測量。孔徑采用5～30mm的內(nèi)徑千分尺即可（機械制造技術基礎課程設計 主編 尹成湖 P161 表4.46）。 2.確定工序尺寸 （1）確定圓長度尺寸 零件尺寸，鍛件尺寸， （2）確定孔的尺寸 ①工序Ⅱ：鉆,擴,粗鉸，精鉸，12孔 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 工序間 經(jīng)濟精度 表面粗糙度 尺寸、公差 表面粗糙度 精鉸 0.05 H7 3．2 12 Ra3.2 粗鉸 0.1 H8 6.3 11.95 Φ11.95 Ra6.3 鉆孔 11.85 H12 12.5 11.85 Φ11.85 Ra12.5 鍛造 0 ②工序Ⅳ: 鉆，鉸,倒角6的孔 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 工序間 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度 尺寸、公差 表面粗糙度 粗鉸 0.2 H9 6.3 6 6.3 鉆孔 5.8 H12 12.5 12.5 鍛造 0 ③工序Ⅳ: 鉆，鉸,倒角8的孔 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 工序間 經(jīng)濟精度 表面粗糙度 尺寸、公差 表面粗糙度 粗鉸 0.2 H10 12.5 8 8 12.5 鉆孔 7.8 H12 12.5 7.8 7.8 25 鍛造 0 (2)確定軸向工序尺寸 ①確定工序一尺寸 由工序1加工方法得 A1= A2= 由題可知A2為封閉環(huán) 又因為： 封閉環(huán)基本尺寸： 上偏差: 下偏差: 則 粗加工按尺寸鏈進行。 五．確定切削用量及基本時間 切削用量包括被吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是先確定、，再確定。 1. 工序Ⅰ切削用量及基本時間的確定。 （1）切削用量 本工序為粗車。已知加工材料為30鋼，（機械加工工藝手冊 第二版 第一卷 工藝基礎卷 主編 王先逵 P2-58 表2.1-84），鍛件，有外皮；機床為CA6140型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 確定粗車外圓端面的切削用量。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金車刀。根據(jù)表5-112，，由于CA6140車床的中心高度為200mm（表5-55），故選擇刀桿尺寸，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇選擇車刀幾何形狀為卷屑到棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。 ⅰ.確定被吃刀量 粗車單邊余量為2mm,顯然。 ⅱ.確定進給量 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料、刀桿尺寸為、、工件直徑為20～40mm時，，按CA6140車床的進給量（表5-57），選擇。 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度要求，故需進行校驗。 根據(jù)表5-55，CA6140車床進給機構允許的進給力。 根據(jù)表5-123，當鋼料，，、、（預計）時，進給力 的修正系數(shù)為，，，故實際進給力為 ，所選的進給量可用。 ⅲ.選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀的刀面最大磨損量取為1mm,車刀耐用度。 ⅳ.確定切削速度 根據(jù)表5-120，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工，，時，切削速度。 切削速度的修正系數(shù) ，，，，，（表2-9），故 按CA6140車床的轉(zhuǎn)速（表5-56），選擇，則實際切削速度。 ⅴ.校驗機床功率 由表5-125，當、HBS=166～277、、、時， 切削功率的修正系數(shù)為，，，，（表2-9），故實際切削時的功率為。 根據(jù)表5-59，當時，機床主軸允許功率。,故所選切削用量可在CA6140車床進行。 最后確定的切削用量為 ，，， （2）基本時間 ①粗車左端面時間。根據(jù)表2-24，車端面基本時間為，，， ，，，，，， ②粗車右端面。由于左右端面形狀尺寸一樣，故基本時間 ③確定工序的基本時間 2．工序Ⅱ切削用量及基本時間的確定 （1）切削用量。 ①鉆孔 采用莫氏錐柄麻花鉆，d=12，L1=101,L=182莫氏圓錐號1 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進給量 由表5-127查取。 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度要求，故需進行校驗 ⅲ.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=30min。 ⅳ.確定切削速度 由表鉆頭鉆30鋼時的切削速度為 修正系數(shù)， ， 由表5-55取CA6140的主軸轉(zhuǎn)速為。 ⅴ.校驗機床效率 由p31表2-15公式鉆孔時的功率為 ，,,, 代入求得，。 CA6140型車床的功率為7.5kw，故所選切削用量可以采用。 ， , 。 ②粗鉸 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進給量 由表5-127查取。 ⅲ.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=30min。 ⅳ.確定切削速度v 由表鉆頭鉆30鋼時的切削速度為 由本工序采用CA6140臥式車床，查表取轉(zhuǎn)速,故實際銑削速度 ③精鉸 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進給量 由表5-127查取。 ⅲ.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=30min。 ⅳ.確定切削速度v 由表鉆頭鉆30鋼時的切削速度為 由本工序采用CA6140型臥式車床，查表取轉(zhuǎn)速,故實際銑削速度 ④粗鏜 確定粗鏜mm孔的切削用量。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金、桿部直徑為8mm的機夾單刃鏜刀（機械加工工藝師手冊 楊叔子 主編，P652表20-77和表20-78）。 ⅰ. 確定被吃刀量 雙邊余量為0.65mm，顯然單邊余量。 ⅱ.確定進給量 根據(jù)表5-115，當粗鏜鋼料、鏜刀直徑為8mm、、鏜刀伸出長度為80mm時，，按CA6140車床的進給量（表5-57），選擇。切削速度查得，則 由于本工序采用CA6140型臥式車床，由表5-56得，，故實際切削速度為 （2）基本時間 ①確定鉆孔的基本時間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時間為式中，，，，則該工步的基本時間為 ②確定粗鉸孔的基本時間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時間為式中，，，（表2-27），則該工步的基本時間為 ③確定精鉸孔的基本時間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時間為式中，，，，（表2-27），則該工步的基本時間為 ④確定粗鏜孔的基本時間。根據(jù)表2-24，車鏜孔的基本時間式中，，，，，，，則 ⑤確定工序的基本時間： 3．工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 （1）粗銑左右端面 該工序分為兩工步，先以右端面為基準粗銑左端面，以左端面為基準粗銑右端面，因為這兩個工步是在一臺機床上經(jīng)一次走刀完成的，因此他們的切削速度和進給量是一樣的，只有背吃刀量不同，而本題中背吃刀量也是相同的。 ⅰ.背吃刀量 由上文中的工序尺寸得，背吃刀量 ⅱ.進給量 X51型立式銑床功率為4.5Kw，查得高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床，工件，夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工件的每齒進給量 ⅲ.銑削速度 由于本工序采用高速鋼鑲齒銑刀，,齒數(shù)。查表高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度則 由本工序采用X51型立式銑床，查表取轉(zhuǎn)速,故實際銑削速度 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 也可根據(jù)表差的機床進給量為 (2)精銑左右端面 ⅰ.背吃刀量 ⅱ.進給量 本工序的表面粗糙度，查表的高速鋼套式面銑刀精銑平面進給量。每轉(zhuǎn)進給量取為,故每齒進給量為。 ⅲ.銑削速度 由于本工序采用高速鋼鑲齒銑刀，,齒數(shù)。查表高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度則 由本工序采用X51型立式銑床，查表取轉(zhuǎn)速,故實際銑削速度 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 也可根據(jù)表查得機床進給量為。 4．工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定 一.確定切削用量 (1)鉆孔 采用莫氏錐柄麻花鉆，d=6，L1=57,L=138莫氏圓錐號1（表5-84） ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進給量 由表5-127查取。 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度要求，故需進行校驗 iii.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=25min。 iv確定切削速度v 由表5-131鉆頭鉆30鋼時的切削速度為 修正系數(shù)， ， ， 由表5-65取Z550的主軸轉(zhuǎn)速為 v校驗機床效率 由p31表2-15公式鉆孔時的功率為 ，,,, 代入求得， Z550型鉆床的功率為7.5kw，故所選切削用量可以采用。 ， , (2)粗鉸 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進給量 由表5-136查取。 ⅲ.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏錐柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=25min。 ⅳ.確定切削速度v 由表5-136鉆頭鉆30鋼時的切削速度為 由本工序采用Z550立式鉆床，查表取轉(zhuǎn)速,故實際銑削速度 (2)鉆孔 采用莫氏錐柄麻花鉆，d=8，L1=75,L=156莫氏圓錐號1 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進給量 由表5-127查取。 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度要求，故需進行校驗 iii.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=25min。 iv確定切削速度v 由表5-131鉆頭鉆30鋼時的切削速度為 修正系數(shù)， ， ， 由表5-65取Z550的主軸轉(zhuǎn)速為 v校驗機床效率 由p31表2-15公式鉆孔時的功率為 ，,,, 代入求得， Z550型鉆床的功率為7.5kw，故所選切削用量可以采用。 ， , (2)粗鉸 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進給量 由表5-136查取。 ⅲ.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=25min。 ⅳ.確定切削速度v 由表5-136鉆頭鉆30鋼時的切削速度為 由本工序采用Z550立式鉆床，查表取轉(zhuǎn)速,故實際銑削速度 二 基本時間 （1）鉆孔基本時間 ①確定鉆孔的基本時間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時間為式中，，，，則該工步的基本時間為 ②確定粗鉸孔的基本時間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時間為式中，，，（表2-27），則該工步的基本時間為 （2）鉆孔基本時間 ①確定鉆孔的基本時間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時間為式中，，，，則該工步的基本時間為 ②確定粗鉸孔的基本時間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時間為式中，，，（表2-27），則該工步的基本時間為 （3）確定工序的基本時間： 六．夾具設計 本夾具是工序粗銑、精銑調(diào)速杠桿銑小凸臺的專用夾具。 6.1設計要求 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計調(diào)速杠桿銑小凸臺的專用夾具，本夾具將用于X62W銑床。 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 6.2夾具設計 6.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。方案：選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結構上簡單易操作。 6.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應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加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。 (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與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(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.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機構的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。 螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構的特點： （1）結構簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 6.3定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 6.4夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用2個V型塊，進行調(diào)節(jié)定位自由度。 七．總結 通過本次的設計，使我能夠?qū)镜闹R做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑鏜鉆夾具的設計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。 八．參考文獻 [1] 李楠，機械制造技術基礎課程設計指南，化學工業(yè)出版社，2009 [2] 機床夾具圖冊，機械工業(yè)出版社，1984 [3] 夾具設計手冊 [4] 吉衛(wèi)喜. 機械制造技術基礎. 北京：高等教育出版社. 2008.6 [5] 機械加工工藝手冊 第二版 第一卷 工藝基礎卷 主編 王先逵