軸承座機(jī)械加工工藝和鏜Φ32孔專用夾具設(shè)計(jì)

軸承座機(jī)械加工工藝和鏜Φ32孔專用夾具設(shè)計(jì),軸承,座機(jī),加工,工藝,32,專用,夾具,設(shè)計(jì) 寧XX大學(xué) 課程設(shè)計(jì)(論文) 軸承座加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 摘 要 本文是對(duì)軸承座零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫(xiě)。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程。此外還對(duì)軸承座零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具. 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)軸承座內(nèi)孔端面銑床夾具和壓蓋安裝孔鉆床夾具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：軸承座，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 25 Abstract This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design. Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要 II Abstract 1 目 錄 2 第1章 序 言 4 第2章軸承座的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 2.1零件的分析 5 2.1.1零件的作用 5 2.1.2零件的工藝分析 5 2.2確定生產(chǎn)類型 6 2.3確定毛坯 6 2.3.1確定毛坯種類 6 2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 6 2.3.3繪制鑄造零件圖 7 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 7 2.4.2制定工藝路線 7 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 9 2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 10 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 11 2.5.1粗精銑底平面 11 2.5.2銑左側(cè)面、銑右側(cè)面 12 2.5.3粗、精銑φ16孔上端臺(tái)階面 12 2.5.5粗精鏜φ32的切削用量及基本工時(shí) 13 2.5.6鉆鉸2-φ8孔 14 2.5.7鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔 16 2.5.8 鉆孔攻絲M8 16 2.6本章小結(jié) 18 第3章 鉆鉸2-φ8孔夾具設(shè)計(jì) 19 3.1 夾具的設(shè)計(jì) 19 3.1.1 定位分析 19 3.1.2 定位原理 19 3.1.3 定位元件的分析 20 3.1.4 夾緊元件的選擇 20 3.1.5定位誤差的分析 21 3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算 22 3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 23 結(jié) 論 24 參 考 文 獻(xiàn) 25 致謝 26 第1章 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(kāi)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)。 機(jī)殼零件加工工藝及夾具設(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)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。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(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(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。 第2章軸承座的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是軸承座。軸承座是用來(lái)支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅 讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈保持不動(dòng)，始終與傳動(dòng)的方向保持一致（比如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡；,軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應(yīng)用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀,多種多樣,通常是一個(gè)箱體,軸承可以安裝在其中 2.1.2零件的工藝分析 圖1.1 軸承座零件圖 零件的材料為HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是軸承座需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 中心圓孔Ф32H8。 (2) 兩端面與中心孔Ф32H8有垂直度 (4) 底面與中心孔Ф32H8有位置關(guān)系。 由上面分析可知，可以先加工軸承座中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此軸承座零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2.2確定生產(chǎn)類型 已知此軸承座零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為HT200。考慮零件零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，根據(jù)任務(wù)書(shū)，故選擇鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》172頁(yè)表1-4-7 2.3.3繪制鑄造零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) ①粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。 ②精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。 2.4.2制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表2.1工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 鉆Φ32H8的底孔Φ31.5 工序二 鉸Φ32H8的通孔,達(dá)到圖紙尺寸公差 工序三 粗銑Φ32H8的兩端面，使粗糙度達(dá)到6.3，使兩面間的距離為80 工序四 精銑Φ32H8的兩端面，使粗糙度達(dá)到3.2，達(dá)到圖紙尺寸公差 工序五 粗銑φ16孔上端臺(tái)階面 工序六 精銑φ16孔上端臺(tái)階面 工序七 鉆鉸2-φ8孔 工序八 鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔 工序九 鉆孔攻絲M8 工序十 終檢入庫(kù) 表2.2工藝路線方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 時(shí)效 工序二 粗銑底面 工序三 精銑底面 工序四 銑左側(cè)面 工序五 銑右側(cè)面 工序六 粗銑φ16孔上端臺(tái)階面 工序七 精銑φ16孔上端臺(tái)階面 工序八 粗車軸承孔φ32孔 工序九 精車軸承孔φ32孔 工序十 鉆鉸2-φ8孔 工序十一 鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔 工序十二 鉆孔攻絲M8 工序十三 終檢入庫(kù) 工藝方案的比較與分析： 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對(duì)大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來(lái)的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 時(shí)效 工序二 粗銑底面 工序三 精銑底面 工序四 銑左側(cè)面 工序五 銑右側(cè)面 工序六 粗銑φ16孔上端臺(tái)階面 工序七 精銑φ16孔上端臺(tái)階面 工序八 粗車軸承孔φ32孔 工序九 精車軸承孔φ32孔 工序十 鉆鉸2-φ8孔 工序十一 鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔 工序十二 鉆孔攻絲M8 工序十三 終檢入庫(kù) 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ①機(jī)床的選擇 工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K銑床 工序5、6、7、11采用Z525鉆床 ②選擇夾具 該軸承座的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下： 表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工余量 經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 粗銑Φ32H8的兩側(cè)面 3 IT11 6.3 -0.1 0.1 2 粗銑上端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái) 3 IT11 6.3 -0.1 0.1 3 粗鏜Φ32H8通孔 IT11 6.3 -1 1 4 精鏜Φ32H8通孔 2.0 IT11 3.2 -0.05 0.05 5 粗銑Φ32H8的兩側(cè)面 粗銑左面 3 IT11 6.3 -0.1 0.1 粗銑右面 6 鉆Φ8的孔 IT13 6.3 -1 1 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 2.5.1粗精銑底平面 機(jī)床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min 2.5.2銑左側(cè)面、銑右側(cè)面 機(jī)床：X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) ①粗銑a面 銑削深度 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min 2.5.3粗、精銑φ16孔上端臺(tái)階面 機(jī)床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min 2.5.5粗精鏜φ32的切削用量及基本工時(shí) 所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類），直徑為的圓形鏜刀。 ①.確定切削深度 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.5可知，當(dāng)粗鏜鑄件時(shí)，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長(zhǎng)度為時(shí)： =0.15～0.40 按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2—9），選擇， =0.25 ③.確定切削速度 = （3-9） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 == （3-11） 按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 =160=2.6 ④.計(jì)算基本工時(shí) 選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則： ==117 2.5.6鉆鉸2-φ8孔 機(jī)床：Z525鉆床 刀具：8直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z525鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min 2.5.7鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔 鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） = 2.5.8 鉆孔攻絲M8 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 攻絲M8 機(jī)床：組合攻絲機(jī) 刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.105，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 由工序2可知： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 2.6本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來(lái)。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。 第3章 鉆鉸2-φ8孔夾具設(shè)計(jì) 3.1 夾具的設(shè)計(jì) 在本次夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆2-φ8孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。這類夾具的特點(diǎn)是：針對(duì)性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。 3.1.1 定位分析 在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。 根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計(jì)中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準(zhǔn)。 3.1.2 定位原理 在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具處于正確的相對(duì)位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時(shí)，是通過(guò)夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)這些要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有一個(gè)正確的加工位置，必須做到以下三點(diǎn)： （1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置； （2） 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置； （3） 使刀具相對(duì)于夾具占有正確的位置。 工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過(guò)設(shè)置定位支承點(diǎn)，限制工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。工件在沒(méi)有采取定位措施之前，可視為一個(gè)處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運(yùn)動(dòng)原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸軸向移動(dòng)的自由度，分別用、、來(lái)表示；繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，分別用、、來(lái)表示。由此看來(lái)，未限制六個(gè)自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無(wú)法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對(duì)影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。 工件的六個(gè)自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說(shuō)。工件最多只有六個(gè)自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來(lái)。工件在夾具中定位，意味著通過(guò)定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。 3.1.3 定位元件的分析 在加工過(guò)程中，因?yàn)樵摿慵^為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)定位板一塊來(lái)限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計(jì)一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個(gè)自由度，達(dá)到不完全定位狀態(tài)。 不完全定位可分為下列兩種情況： ①. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無(wú)法也沒(méi)有必要限制某些方面的自由度； ②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時(shí)允許某些方面的自由度不被限制。 3.1.4 夾緊元件的選擇 工件在夾緊過(guò)程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點(diǎn)接觸。因?yàn)樵邳c(diǎn)接觸的過(guò)程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過(guò)程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺(tái)的相對(duì)位置安裝誤差，必須進(jìn)行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計(jì)中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。 ①.選擇鉆套 鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來(lái)加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。 可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。 快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時(shí)，只要將鉆套朝逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使螺釘頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。 在這次設(shè)計(jì)中我選擇可換鉆套，因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長(zhǎng)來(lái)保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示： 圖4-1 快換鉆套 ②.夾具底座與工作臺(tái)的連接 由于加工過(guò)程中選用的機(jī)床為Z525搖臂鉆床，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)上面T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)側(cè)面槽數(shù)為3個(gè)，，，，，，，，，，，，，。 3.1.5定位誤差的分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。 在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來(lái)。而對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且?jiàn)A具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。 該夾具以2個(gè)平面和和1個(gè)活動(dòng)V型塊定位，螺旋機(jī)構(gòu)， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 當(dāng)以固定邊接觸時(shí) 式中為彼此最小間隙 通過(guò)分析可得： 因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算 該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；　參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取，， 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：： 式中參數(shù)由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得： 其中： 由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：原動(dòng)力計(jì)算公式： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、心軸為定位基準(zhǔn)，在V型塊板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用螺旋夾緊壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。 結(jié)論 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過(guò)了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。 在本次設(shè)計(jì)中已無(wú)大的問(wèn)題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒(méi)有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980。 [2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］。化學(xué)工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國(guó)，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。 [8] [周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2542。 [9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。 [11] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 [12] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量[M]，中國(guó)計(jì)量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2540。 [15] 樂(lè)兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17 致謝 致謝 在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，課程設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。 這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。X老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問(wèn)我課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。 在論文工作中，得到了XX學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！ XX大學(xué) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品代號(hào) 零件圖號(hào) 零件名稱 軸承座 材料 HT200 供應(yīng)狀態(tài) 毛坯種類 毛坯重量(kg) 每一毛坯可制零件數(shù) 零件重量(kg) 大批量 鑄件 1 工序號(hào) 工序名稱 設(shè)備 主要工藝裝備名稱及規(guī)格 名稱 型號(hào) 夾具 刀具 量具 輔具 10 時(shí)效 20 粗銑底面 立式銑床 X52K 專用夾具 YT15 銑刀 游標(biāo)卡尺 30 精銑底面 立式銑床 X52K 專用夾具 YT15 銑刀 游標(biāo)卡尺 40 銑左側(cè)面 立式銑床 X52K 專用夾具 YT15 銑刀 游標(biāo)卡尺 50 銑右側(cè)面 立式銑床 X52K 專用夾具 YT15 銑刀 游標(biāo)卡尺 60 粗銑φ16孔上端臺(tái)階面 立式銑床 X52K 專用夾具 YT15 銑刀 游標(biāo)卡尺 70 精銑φ16孔上端臺(tái)階面 立式銑床 X52K 專用夾具 YT15 銑刀 游標(biāo)卡尺 80 粗鏜軸承孔φ32孔 車床 CA6140 專用夾具 內(nèi)孔車刀 游標(biāo)卡尺 90 精鏜軸承孔φ32孔 車床 CA6140 專用夾具 內(nèi)孔車刀 游標(biāo)卡尺 100 鉆鉸2-φ8孔 立式鉆床 Z525 專用夾具 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 110 鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔 立式鉆床 Z525 專用夾具 麻花鉆 擴(kuò)刀 游標(biāo)卡尺 120 鉆孔攻絲M8 立式鉆床 Z525 專用夾具 麻花鉆 絲錐 游標(biāo)卡尺 120 終檢入庫(kù) 設(shè)計(jì) 共1頁(yè) 校核 第1頁(yè) 標(biāo)記 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 3 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)加工鏜孔Φ32孔，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對(duì)鏜孔進(jìn)Φ32孔行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。因此，定位、夾緊方案有： 選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊。 鏜孔進(jìn)Φ32孔時(shí)為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即底平面。 3.3切削力及夾緊力的計(jì)算 鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀） 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得： 圓周切削分力公式： 式中 查[5]表得： 查[5]表 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得： 所以有： 該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；　參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 3.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一面兩銷定位，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(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 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(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來(lái)定位，其參數(shù)如下表： 表3.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 8 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。