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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目：制定圖5-2星輪的加工工藝
設(shè)計(jì)鉆3-φ4孔的鉆床夾具
專 業(yè)： 機(jī)械電子工程
班 級(jí)： 12-3
學(xué) 號(hào)： 1230120302
姓 名： 陳俊強(qiáng)
指導(dǎo)教師： 張中然
機(jī)械工程系
2015年10月26日
哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書
目錄
序言 1
一 零件的分析 3
（一） 零件的作用 3
（二） 零件的工藝分析 3
（三） 保證星輪表面間位置精度的方法 4
二 工藝方案的分析及確定 4
（一) 確定毛坯的制造形式 4
（二）基面的選擇的選擇 5
（三）制定工藝路線 6
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 確定 8
（五）確定切削用量及基本工時(shí) 10
三 夾具設(shè)計(jì) 13
（一) 設(shè)計(jì)主旨 13
（二）定位元件的選擇與設(shè)計(jì) 13
（三）星輪在夾具中的加緊 15
總結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 22
序言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
支架的加工工藝規(guī)程及其車Φ60孔夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
一、零件分析
（一）零件的作用
圖1 星輪
題目所給定的零件是汽車離合器上的星輪（見圖1），其作用是依靠太陽(yáng)輪和行星架的正時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)和逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)方向的改變，按照類型又分為主動(dòng)和被動(dòng)行星輪，只要運(yùn)用在汽車變速箱（AT）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，能增加和遞減傳遞的動(dòng)力。
（二）零件的工藝性分析
星輪共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求。
現(xiàn)分析如下：
①星輪外圓Ф40K6,Ф45f7,其形狀公差均遵守包容要求,表面粗糙度均為Ra1.6μm
②星輪內(nèi)孔Ф28H7,其形狀公差遵守包容要求,表面粗糙度為Ra0.8μm,其外形尺寸14端面與孔Ф28軸心線垂直度誤差為0.025,其左端面對(duì)孔Ф28軸心線圓跳動(dòng)誤差為0.025;
③外圓Ф45軸心線對(duì)外圓Φ40軸心線的同軸度誤差為0.06,外形尺寸61±0.15右端面對(duì)尺寸17的圓跳動(dòng)誤差為0.02；
④鍵槽寬度為8H9,長(zhǎng)度為16mm，軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra5.2μm，在Φ64的外圓上離它的軸心線24.3的平面與孔Φ28H7軸心線的平行度誤差為0.012表面粗糙度為Ra0.8μm，3個(gè)Φ4H9孔相對(duì)于對(duì)稱分布三個(gè)。
（三）保證星輪表面間位置精度的方法
由星輪零件的技術(shù)要求知，星輪零件內(nèi)外表面間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度一般均有較高要求。為保證這些要求通?？刹捎孟铝蟹椒ǎ?
1.在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工。這種方法除了工件的安裝誤差，所以可獲得很高的相對(duì)位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對(duì)于尺寸較大（尤其是長(zhǎng)徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸套的車削加工。
2.星輪主要表面加工分在幾次安裝中進(jìn)行，先加工外圓，然后以圓為精基準(zhǔn)最終加工內(nèi)孔。這種方法由于所用夾具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在星輪加工中一般多采用這種方法。
二、過程工藝分析
（一）確定毛坯的制造形式
星輪零件的毛坯選擇與材料、機(jī)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)還與它在工作中所處的工作環(huán)境有關(guān)?？讖捷^小的星輪一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采實(shí)心鑄件?？讖捷^大時(shí)，常采用無縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時(shí)可采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)的毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率又節(jié)約金屬材料。
本零件為鍛造件，材料為40Cr優(yōu)質(zhì)合金鋼，抗拉強(qiáng)度：；屈服強(qiáng)度：；硬度：HBS為197，最終成品調(diào)質(zhì)處理到硬度為22-27HRC
（二）基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
1. 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)于較長(zhǎng)的套筒零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來最終加工內(nèi)孔。
根據(jù)這個(gè)原則，本零件選取星輪外圓φ45為粗基準(zhǔn)。工件一端用三爪卡盤夾持一端，另一端則用大頭頂尖頂住另一端。采用這種方法時(shí)工件裝夾迅速可靠，但因一般卡盤安裝誤差較大，加工后工件的位置精度較低。為了獲得較小的同軸度，須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液體塑料夾頭和經(jīng)過修磨的三爪卡盤等。
2. 精基準(zhǔn)的選擇
星輪主要應(yīng)用于超越離合器上面，其星輪的軸心線既是定位基準(zhǔn)也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在車削時(shí)選他作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合原則，實(shí)現(xiàn)外圓柱面的圓跳動(dòng)和同軸度（采用專用夾具夾緊機(jī)構(gòu)），這使得工藝路線基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。毛坯外表面加工余量大，定位時(shí)可以車一頭換向車另一頭，最后，兩頂一夾。其定位方法比較精確，加緊也比較簡(jiǎn)單快捷，使操作者方便省力。
（三） 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
(1)工藝路線方案一：
工序1.粗車端面，車內(nèi)孔φ27.7mm 、車外圓φ63.7mm、 φ39.7mm、φ44.7mm及倒45°倒角，選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。工序2.調(diào)頭車另一端面，車外圓φ44.7倒mm45°倒角
工序3.銑鍵槽。以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，
工序4.以內(nèi)孔及兩端面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床專用夾具夾緊工件在Ф64mm階梯軸處且用專用105°銑刀垂 直銑24.3mm個(gè)深度到水平90°。
工序5.重復(fù)步驟4，轉(zhuǎn)動(dòng)120°銑三個(gè)。
工序 6.熱處理：硬度234HBW。
工序7.精銑三平面、外圓柱面及鍵槽到規(guī)定尺寸
工序8. 按零件圖所示，參照《金屬機(jī)械加工工藝員手冊(cè)》表3-59確定孔加工余量的分配。在水平方向上距軸心線26.9mm出攻鉆孔Φ4mm，轉(zhuǎn)動(dòng)萬能分度頭120°加工三次。工序9.檢驗(yàn)
（2）工藝路線方案二：
工序1.粗車端面，車內(nèi)孔φ27.7 、車外圓φ63.7、φ39.7、φ44.7及倒45°倒角，選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。粗、精車B/C階梯軸外圓面
工序2.調(diào)頭車另一端面、外圓φ44.74mm、倒 45°倒角
工序3.以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，銑平面至24.6mm在轉(zhuǎn)動(dòng)120，銑另兩個(gè)平面
工序4.熱處理：硬度234HBW。
工序5.以外圓為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔磨至Φ28mm
工序6.以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，磨外圓分別磨至Φ45mm、φ40mm、φ64mm、φ45mm
工序7.磨平面磨至與水平面成24.3mm在轉(zhuǎn)動(dòng)120°磨另兩個(gè)平面
工序8.銑鍵槽
工序9.鉆孔Φ4mm、φ2mm
工序9J.檢驗(yàn)
( 3 )方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一在于直接用銑床銑出平面、外圓，且先把鍵槽銑出來在銑平面最后鉆孔：方案二則與其相反，鍵槽被放置平面后，且采用磨床使精度達(dá)到更高。綜合比較，方案二更好，所以最終選擇方案二。
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
銑削加工加工余量依據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8—31以及表15—50查得、公差依據(jù)《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表3—2查得表面粗糙度以及經(jīng)濟(jì)精度由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1—15查得。
鉆、擴(kuò)、鉸孔加工加工余量依據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8—18查得、公差依據(jù)《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表3—2查得表面粗糙度以及經(jīng)濟(jì)精度由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1—15查得。
星輪的材料為45鋼，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用型材。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
（1）以星輪外圓為基準(zhǔn)。據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表5-6，型材偏差±1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）第586頁(yè)可知，加工余量為：粗車：Ф=2.5mm，精車：Ф =0.5mm。粗車削的加工精度IT11級(jí)，因此偏差±0.11。精車削偏差即為零件偏差。
（2） Ra=1.6μm的端面。要求粗加工和精加工。參照《工藝手冊(cè)》表5-72可知，加工余量為 2mm。
（3） 基準(zhǔn)面為左端面B。Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《工藝手冊(cè)》表5-72，粗車ap =3mm,精車ap=1mm。車削公差即為零件公差：0.02 mm。
（4）星輪右端面。Ra=3.2μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊(cè)》第586頁(yè)可知，粗車Ф=3mm，半精車Ф=0.5mm。
（5）星輪左端面。Ra=3.2μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊(cè)》第586頁(yè)可知，粗車Ф=3mm，半精車Ф=0.5mm。
（6） Φ28h7內(nèi)孔。粗磨和精磨。粗磨2Z=1.5mm，精磨2Z=0.5mm。公差+0.011mm（見《互換性與測(cè)量技術(shù)》表1-8）。
由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大和最小之分。
（五）確定切削用量及基本工時(shí)
1） 工序1：車削端面、外圓及內(nèi)孔。
加工要求：粗車車端面、車內(nèi)孔至φ27.7mm 分別車外圓到φ63.7mm、φ39.7mm、φ44.7mm，表面粗糙度值Rz為10-18 。
機(jī)床：CA6140臥式車床。
刀具：刀片材料為yt15，刀桿尺寸16mm*25mm，Kr=90°。
車削用量的選擇：
（1）背吃刀量的選擇：
已知長(zhǎng)度方向的尺寸為61±0.15mm 。根據(jù)毛坯尺寸Φ67mm.L=64mm，故分二次加工（粗車、半精車）。粗車時(shí)，選擇aｐ =1.5mm；半精加工時(shí)，選擇 aｐ =0.3mm；車削內(nèi)圓時(shí)，粗車精車被吃刀量分別為aｐ =0.8mm ，aｐ =0.3mm。
（1） 進(jìn)給量的選擇：
根據(jù)《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》（第2版）表2-19 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ae ≤３mm時(shí)，以及工件直徑為Φ67mm時(shí). ?=0.6-0.9mm/ｒ.按C3163-1車床說明書 取?=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 所以：實(shí)際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ。
（3）計(jì)算切削速度 由機(jī)夾課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書知，對(duì)于高速鋼切削中碳鋼的平均切削速度為52m/min.
（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min），按C3163-1車床說明書?。睿?00 r／min。
（5）基本工時(shí)
t=L+L1+L2/nf式中L=28，L1=14，L2=0
所以 t=(L+L1+L2)/nf=(28+14+0)/80=0.525（min）
2） 工序2：工序2.調(diào)頭車另一端面、外圓φ44.74mm、倒45°倒角
3） 工序3：銑平面至24.6mm
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1 銑削寬度ae≤32mm時(shí)。由于采用面銑刀，所以選x51機(jī)床選用專用銑刀。
（1）銑削背吃刀量：根據(jù)平面的尺寸為 留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=6.3 um，采用半精銑精銑，選擇背吃刀量為分別為1mm和0.3mm.
（2）進(jìn)給量的選擇： 由單向轉(zhuǎn)動(dòng)部分知，銑削深度為7.7mm寬度為14mm。經(jīng)《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》11—22查出進(jìn)給量為f=0.15mm。
（3）銑削速度：經(jīng)《機(jī)械制造工藝與夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2-22查出削速度為22m/min.
（4）基本工時(shí)：入切量及超切量由表2.29. 查出L + L1=10mm
所以 Tm=L+L1/nf
=(80+10)/280x0.62
=0.32 (min)
4） 工序4：熱處理，調(diào)質(zhì)硬度234HBW
5） 工序5:磨至Φ28mm
選用機(jī)床：MS-600 萬能磨床
精磨至Φ28mm ，單邊Z=0.2mm,一次磨去全部余量，進(jìn)給量f=0.1mm/r
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定萬能磨床的nw=2600r/min
切削工時(shí)： L= 30mm L1=3mm
所以 T=L1+L2/nw*f=0.13min
6） 工序6：分別磨至Φ45mm、φ40mm、φ64mm、φ45mm。
7） 工序7：磨至與水平面成24.3mm同上工序5一樣。
8） 工序8：銑鍵槽，加工工件尺寸：8+0.170mm , 長(zhǎng)度L=16mm
（1）選擇銑削用量
由于槽的寬度為8mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r， fz=0.5/24=0.02mm/s
（2）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：
決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.27的公式由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，表2.15得 V=1000V/ D=334.4
Kv=Km*Ksv*KTv=1.12*0.8*0.82=0.79
（3）基本工時(shí)
基本工時(shí)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5知 L1+△=20mm， i=2(走兩次)
Tm=(L+L1+△)?i/Vf
=(40+20)X2/150
=0.8（min）
9） 工序9：檢驗(yàn)
三、專用夾具設(shè)計(jì)
（一）設(shè)計(jì)主旨
因采用立式鉆床，待加工孔處于水平位置。若設(shè)平行于待加工孔的面分別為頂面和底面，則使多孔那面為底面，即定位基準(zhǔn)面。以基準(zhǔn)面上的直徑為φ5的兩孔以及基準(zhǔn)面定位。
鉆模板應(yīng)垂直與定位基準(zhǔn)面，鉆套中心線與待加工孔中心線同軸。夾緊件由工件頂面向定位基準(zhǔn)面夾緊。采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
（二）定位元件的選擇與設(shè)計(jì)
1. 定位元件的選擇
工件在夾具中位置的確定，主要是通過各種類型的定位元件實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異，但從它們的基本結(jié)構(gòu)來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面及各種成形面所組成。工件在夾具中定位時(shí)，可根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序加工精度要求，選擇其上的平面、圓柱面，圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準(zhǔn)。為此，在夾具設(shè)計(jì)中可根據(jù)需要選用各類型的定位元件。
2. 定位誤差的分析
夾具的作用首先是要保證工序加工精度，在設(shè)計(jì)夾具選擇和確定工件的定位方案時(shí)，根據(jù)工件定位原理選用相應(yīng)的定位元件外，還必須對(duì)選定的工件定位方案能否滿足工序加工精度要求作出判斷。為此，就需對(duì)可能產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行分析和計(jì)算。
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。對(duì)某一定位方案，經(jīng)分析計(jì)算其可能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的~，一般即認(rèn)為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。
3. 定位誤差的計(jì)算
在本次設(shè)計(jì)中采用一面兩孔組合定位。
采用工件上一面兩孔組合定位時(shí)，根據(jù)工序加工要求可能采用平面為第一定位基準(zhǔn)，也可能采用其中某一個(gè)內(nèi)孔為第一定位基準(zhǔn)。圖2所示為一長(zhǎng)方體工件及其在一面兩銷上的定位情況，因系采用短定位銷，故工件底面1為第一定位基準(zhǔn)，工件上的內(nèi)孔及分別為第二和第三定位基準(zhǔn)。
圖2鉆模板
1) 兩定位銷中心距 ==14.5
式中 ——工件兩定位孔的中心距
2) 兩定位銷中心距的公差
式中 ——工件兩定位孔的中心距公差
中心距公差
則兩定位銷中心
3) 圓柱銷直徑的公稱值 =5
4) 菱形銷寬度及的推薦值查表知=2, =0.5
5) 補(bǔ)償距離 (mm)
圓柱銷的尺寸為，根據(jù)GB1801——79知該即尺寸為φ5-0.006 -0.0017。
由此可得 (mm)
則 (mm)
6) 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙
(mm)
7) 兩定位銷所產(chǎn)生的最大角度定位誤差
（三）星輪在夾具中的夾緊
工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。僅僅定位好，在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件實(shí)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。
1. 夾緊裝置的組成
一般夾緊裝置由下面兩個(gè)基本部分組成。
1) 動(dòng)力源
即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱為手動(dòng)夾緊；如果用氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)合、電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。
2) 夾緊機(jī)構(gòu)
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(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或動(dòng)力裝置的力傳遞給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。
根據(jù)動(dòng)力源的不同和工件夾緊的實(shí)際需要，一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過程中，可以起到以下作用：
a 改變作用力的方向；
b 改變作用力的大小；
c 具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠，在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。
本次設(shè)計(jì)采用手動(dòng)夾緊方式。
2. 夾緊力的確定
1) 夾緊力的方向
夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面[11]。為使夾緊力有助于定位，則工件應(yīng)緊靠支撐點(diǎn)，并保證各個(gè)定位基準(zhǔn)與定位元件接觸可靠。一般地講，工件的主要定位基準(zhǔn)面其面積較大、精度較高，限制的不定度多，夾緊力垂直作用于此面上，有利于保證工件的加工質(zhì)量。
夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。圖4所示為工件安裝時(shí)的重力、切削力和夾緊力之間的相互關(guān)系。其中圖(a)最好，圖(d)最差。
圖3夾緊力與切削力、重力的關(guān)系
2) 夾緊力的作用點(diǎn)
夾緊力的作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問題是在夾緊力方向已定的情況下才提出來的。選擇夾緊力作用點(diǎn)位置和數(shù)目時(shí)，應(yīng)考慮工件定位可靠，防止夾緊變形，確保工序的加工精度。
a 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。
當(dāng)夾緊力雖然朝向主要定位基面，但作用點(diǎn)卻在支承范圍以外時(shí)，夾緊力與支反力構(gòu)成力矩，夾緊時(shí)工件將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使定位基面與支承元件脫離，以至破壞原有定位。應(yīng)使夾緊力作用在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。
b 夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。
對(duì)于箱體、殼體、桿叉類工件，要特別注意選擇力的作用點(diǎn)問題。
在使用夾具時(shí)，為盡量減少工件的夾緊變形，可采用增大工件受力面積的措施。采用具有較大弧面的夾爪來防止薄壁套筒變形；可在壓板下增加墊圈，使夾緊力均勻地作用在薄壁
夾緊力的大小必須適當(dāng)。當(dāng)夾緊力過小，工件可能在加工過程中移動(dòng)而破壞定位，不僅影響質(zhì)量，還能造成事故；夾緊力過大，不但會(huì)使工件和夾具產(chǎn)生變形，對(duì)加工質(zhì)量不利，而且造成人力、物力的浪費(fèi)。
計(jì)算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡(jiǎn)化計(jì)算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，高速運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需的夾緊力，即
式中 ——實(shí)際所需要的夾緊力 (N)；
——按力平衡條件計(jì)算之夾緊力 (N)；
——安全系數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般?。?.5～3。
用于粗加工時(shí)，取＝2.5～3；用于精加工時(shí)，取＝1.5～2。
夾緊工件所需夾緊力的大小，除與切削力的大小有關(guān)外，還與切削力對(duì)定位支撐的作用方向有關(guān)。
3. 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇
從前面提到的夾緊裝置組成中可以看出，不論采用何種力源（手動(dòng)或機(jī)動(dòng)）形式，一切外加的作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力均需通過夾緊機(jī)構(gòu)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)很重要的組成部分。
夾緊機(jī)構(gòu)可分為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 、偏心夾緊機(jī)構(gòu)及定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等都是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的變型。
斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主要是利用其斜楔面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的，亦即一般所謂的楔緊作用。斜楔的斜度一般為1:10，其斜度的大小主要是根據(jù)滿足斜楔的自鎖條件來確定。
一般對(duì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)，都要求具有自鎖性能。所謂自鎖，也就是當(dāng)外加的作用力Q一旦消失或撤除后，夾緊機(jī)構(gòu)在純摩擦力的作用下，仍應(yīng)保持其處于夾緊狀態(tài)而不松開。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把斜楔繞在圓柱體上因它的夾緊作用原理與斜楔時(shí)一樣的。不過這里是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來夾緊工件的。
4. 鉆φ4階梯斜孔工序刀具設(shè)計(jì)
1) 刀具類型確定
此道工序保證的尺寸精度要求較高φ4內(nèi)孔端面必須垂直，因此選直柄麻花鉆。
2) 刀具設(shè)計(jì)參數(shù)確定
序號(hào)
項(xiàng)目
數(shù)據(jù)來源或公式計(jì)算
采用值
1
刀具類型
表2-6、2-7
直柄麻花鉆
2
刀具材料
W18Cr4V
3
幾何角度
表2-7、2-8、2-9
Λs=-4度 γo=15度
αo=8度 αo’=6度κr=90度κr’=56度 γε=1mm
4
斷削參數(shù)前面型式
表2-11、2-12（f=1.3mm/r）
帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面
Ln=3.5mγo1=-5度 br1=0.045 qn=2
5
過渡刃
表2-13（ap=0.4mm）
過渡刃和修光刃 bε=0.12
7
外型結(jié)構(gòu)尺寸
表3-5（刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)）
5. 量具設(shè)計(jì)
1) 量具類型確定
Ф4的量具查得用圓柱柄圓柱塞規(guī)。
2) 極限量具尺寸公差確定
（1）確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT7尺寸φ4的量規(guī)公差為T=0.0014mm,位置要素Z=0.0024mm.。
（2）計(jì)算工作量規(guī)的極限偏差：
φ4孔用塞規(guī)：
通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2=（0+0.0034+0.0012）=+0.0046mm
下偏差=EI+Z-T/2=（0+0.0034-0.0012）=-0.0022mm
磨損極限= EI=0mm
止規(guī)：上偏差=ES=+0.013mm
下偏差=ES-T=（+0.013-0.0024）=+0.037mm
總結(jié)
課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
參考文獻(xiàn)
1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年
4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年
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