開合螺母下座體加工工藝及夾具設計【銑面夾具】

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開合螺母下座體的用途開合螺母下座體又稱為“對合螺母”，主要由上下兩個半螺母構成，裝在機床溜板箱體后壁的導軌中。開合螺母下座體的底部各有一個圓孔，圓孔與槽盤的滑槽相連接。扳動機床手柄，經軸帶動槽盤順時針或逆時針轉動，通過銷釘的作用與上下兩個開合螺母下座體使其分離或者閉合，從而與開合螺母下座體中的絲杠嚙合或脫開，從而起到一個相當于“離合器”的作用，完成機床從手動到機動的轉換1.3.2 工藝流程工藝流程指的是勞動者通過生產工具將各類原料、半成品，按照一定的順序進行連續(xù)加工，最終使其成為成品的過程工藝流程的設計應當遵循以下基本要求：1、能滿足產品的質量以及數量的指標。2、符合經濟性。3、具有合理性。4、環(huán)保。5、生產過程具有可操作性。6、生產過程具有可控制性。我國近年更加注重以下幾個方面：1、盡量采用先進成熟的生產設備與生產技術。2、盡量采取機械化自動化。3、減少三廢的排放。4、保障安全生產。1.3.3 夾具夾具是指機械加工中用來固定加工工件使之具有正確的位置，以便于接受施工或者檢測設備。本次設計的是一種用于車床上的加工工件內回轉面的夾具，安裝于車窗主軸上。第2章 工藝部分2.1 引言 本章主要任務是分析任務給定圖樣的技術要求，加工零件的各尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度達到圖紙要求。并編制零件加工工藝流程、填寫零件加工工藝卡片以及說明書。2.2開合螺母下座體的結構分析圖1 本次任務給定的開合螺母下座體由左右兩個結構對稱的半螺母組成，底部有55的燕尾，燕尾凸臺地面有2X12 ，孔深18，開合螺母下座體中間開50的根部留有空刀槽。 燕尾凸臺B1 B2以及C面表面質量要求2.6，燕尾凸臺底面2個12光孔要求達到7級精度內表面質量要求2.6，孔間距0.05，50孔要求達到7級精度。圖22.3工藝分析 將開合螺母下座體的加工分為兩類： 1.軸類（外表面）的加工 主要加工面有長度尺寸為75.2mm的底面，兩個倒角，B1，B2，C面，開合螺母下座體圓筒部左右兩個端面，50中心線到燕尾凸臺底面330.05mm，中線到左邊端面距離49，上表面總長96，下表面總長105燕尾凸臺底面到C面距離18。 2.孔類（內表面）的加工 主要有50以及兩個12的孔，12孔間距要求達到0.052.4制定工藝規(guī)程2.4.1 確定毛坯的型式 任務給定工件輪廓不大，大批量生產，加工條件較高，選擇離心鑄造毛胚。離心鑄造得來的鑄件具有緊密與微細的顆粒結構及較好的機械性能。材料選用灰口鑄鐵HT150其鑄造性能良好，減摩性好；減震性強；切削加工性良好；缺口敏感性較低；價格便宜，制造方便。2.4.2 基準面的選擇 基準面是用來作為基準以確定其他點、線、面尺寸之間尺寸的平面，所以選擇正確的基準面可以提高生產效率，保證加工質量。開合螺母下座體的加工當以底面以及兩個直徑12的光孔為精基準，而為精基準的表面應該提前加工完。粗基準選擇的重點應當是如何確保加工面有足夠的余量，使得不加工面的位置尺寸符合任務給定的要求。因此依據粗基準選擇原則，選取R34的大外圓為粗基準來加工燕尾槽導軌面，然后以燕尾槽為面為基準加工50的螺孔。2.4.3 工藝路線的制定 開合螺母下座體的形狀比較復雜，需要加工的表面不便于集中加工，為保障大批量生產的效率，需要在各個工序中選用高效率的專用機床，采取工序分散的原則擬定路線。2.4.4 加工方法的選擇 依據機械制造工藝學表A-5、A-6以及零件圖精度要求查詢經濟加工精度，選擇主要加工面的加工方法 加工面 表面質量要求 精度 加工方法孔50 2.6 IT7 粗鏜-半精鏜-精鏜孔12 2.6 I77 鉆-擴-粗絞-精絞 C B1 B2 2.6 無 粗刨-半精刨-精刨圓筒端面 2.6 無 粗銑-半精銑底平面 6.3 無 粗銑-半精銑2.4.5加工的順序安排 依據零件圖，質量要求比較高，一道工序顯然不可以滿足質量要求，所以需要多道工序逐步達到質量要求，依照加工性質的不同，將加工順序分為，粗加工、半精加工、精加工三個階段。粗加工：切除毛坯大部分加工余量。使毛坯大體上接近于成品半精加工：留出精加工的加工余量為精加工做好準備。精加工：保證各個主要加工面達到圖紙要求。2.4.6 加工過程中應當遵循的原則： a.先粗后精 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。 b.基面先行 先將底平面加工，然后以底平面和R34大圓弧為基準加工孔12 c.加工過程中應該先加工平面，后加工孔，這樣利用加工后的平面定位穩(wěn)定 可靠，而且容易加工，提高孔的加工精度。2.4.7 制定加工工藝路線工序號工序名稱工序內容設備1鑄鑄造毛坯（兩件合一）2熱處理時效處理3刨1. 粗、半精刨燕尾槽；2. 粗、半精刨C基準面牛刨4銑1. 銑兩端側面；臥式銑床5車1. 粗、精車R37面；2. 鉆、擴55（留余量）；3. 調頭粗、精車另外一側R37面臥式銑床6鉆1. 鉆孔2-6.5锪錐孔90鉆另一孔72. 鉆、擴、鉸2-12H7鉆床7銑切割，控制尺寸5臥式銑床8鉗去毛刺9檢檢驗10磨磨燕尾槽（兩件合一）磨床11檢總檢12清洗、入庫2.5 重要工序尺寸、加工余量、精度的確定2.5.1 50孔 最終需要加工至尺寸50，查互換性測量技術可得7級精度查機械制造工藝學需要經過一次粗鏜，二次粗鏜，半精鏜，精鏜，可以達到要求 查表金屬機械加工表4-17查出鏜孔各工序尺寸以及工序間余量粗鏜階段，第一次粗鏜至47(IT13) 第二次粗鏜至50(IT12) 半精鏜階段，半精鏜至50.5(IT10)精鏜階段， 精鏜至 50(IT7)工序間加工余量：粗加工階段5mm 半精加工階段 2.5mm 精加工階段 0.5mm 則鏜50孔總加工余量為6mm2.5.2 2X12孔 最終需要加工尺寸至12，查互換性測量技術可得7級精度查機械制造工藝學需要經過鉆孔 擴孔 粗絞 精絞可以達到要求其中可以將鉆孔、擴孔視為粗加工階段 查表金屬機械加工表4-15查出絞孔各工序尺寸以及工序間余量 粗絞、精絞視為半精加工、精加工階段 鉆孔階段 鉆孔至 11（IT11） 擴孔階段 擴孔至 12.85（IT11） 粗絞階段 粗鉸至12.95（IT9） 精絞階段 精鉸至 12（IT7） 工序間加工余量（排除鉆孔）擴孔0.85mm 粗絞0.1mm 精絞0.05mm 則加工12孔總余量為1mm2.5.3底面的加工 查表金屬機械加工表4-28查出平面加工工序尺寸以及工序間余量 精刨B1 B2 C面后，下底面到C面尺寸達到18.0mm，加工余量0.5mm，故此，半精刨加工時下底面到C面尺寸為17.5（IT8）。 粗銑底平面，加工余量2.5mm 則粗銑前，總高度應為84.5（IT11）(毛坯尺寸)2.6 機床以及刀具的選擇2.6.1 機床的選擇 工序10、25、45 為銑削加工，工步少，依據工件尺寸選擇X6132立式銑床 工序20、40 為鉆孔、擴孔、絞孔加工，依據工件尺寸選擇Z5125A立式鉆床 工序35、55 為粗鏜、精鏜、半精鏜加工，依據工件尺寸選擇C620車床 工序30、50 為粗刨、半精刨、精刨加工，依據工件尺寸選擇B6025刨床2.6.2 刀具的選擇 底面銑削選擇硬質合金刀端面銑刀。 鉆孔12mm時，選用直柄麻花鉆。 銑削端面時選擇硬質合金端面銑刀。 鏜孔時選用硬質合金60內孔車刀 刨削，粗刨時選用平面刨刀，精刨時選用圓頭精刨刀2.7 主要切削用量的確定 查詢機械制造技術基礎課程設計表5.15.30選擇進給量、切削速度并計算出主軸轉速。 工序10 粗、半精刨C基準面 在粗銑工序時，取加工余量為背吃刀量以提高銑削效率，所以a=2.5mm 取每齒進給量f=0.3mm/z 取切削速度V=34.6m/min 銑床主軸轉速 n=1000v/d=1000*34.6/3.14*80=137r/min 工序40 半精銑粗、半精刨C基準面 半精銑時，背吃刀量取0.5mm至2mm，故背吃刀量a等于半精銑工序時的加 工余量=1mm 取每齒進給量f=0.2mm/z 取切削速度V=40m/min 銑床主軸轉速 n=1000*40/(3.14*80)=159r/min 工序25 粗銑左右兩側端面 在粗銑工序時，取加工余量為背吃刀量以提高銑削效率，所以a等于粗銑工序時的加工余量=3mm 查手冊 取每齒進給量f=0.3mm/z 取切削速度V=34.6m/min 銑床主軸轉速n=1000*34.6/(3.14*65)=170r/min 工序50 半精銑左右兩端面 半精銑時，背吃刀量取0.5mm至2mm，背吃刀量a等于半精銑工序時的加工余量=1mm 取每齒進給量f=0.2mm/z 取切削速度V=40m/min 銑床主軸轉速 n=1000*40/(3.14*65)=196r/min 工序20 鉆孔、擴孔 工步1 鉆孔至11 第一次鉆孔加工余量為11mm，一次行程鉆完，故選擇背吃刀量a等于鉆孔工步時的加工余量=11mm 工件材料HT150，布氏硬度180HBS，選擇進給量f=0.45mm/r 選擇切削速度V=0.45mm/r 鉆床主軸轉速n=60000V/(d)=60000*0.45/(3.14*11)=782.7r/min 工步2 擴孔至12 擴孔時加工余量0.85mm，一次行程擴完，故選擇背吃刀量a等于擴孔工步時的加工余量=0.85mm 工件材料HT150，布氏硬度180HBS，選擇進給量f=0.8mm/r 選擇切削速度V=0.18m/s 鉆床主軸轉速n=60000V/(d)=60000*0.18/(3.14*12.85)=290.2r/min 工步2精絞孔至12 精絞孔的加工余量為0.05mm，一次行程絞完。背吃刀量a等于精絞孔工步時的加工余量=0.05mm 選擇進給量f=2.5mm/r 切削速度V=10m/min 主軸轉速 n=1000V/(d)=1000*10/(3.14*12)=267r/min=266r/min 工序35 粗鏜50 在粗鏜工序時，取加工余量為背吃刀量以提高銑削效率，所以a=5mm 選擇進給量為f=0.5mm/r 取削速度為V=0.5m/s 車床主軸轉速n=60000V/(d)=60000*0.5/（3.14*40）=238.8r/min 工序60 半精鏜、精鏜大孔 工步1 半精鏜 半精鏜工序時，背吃刀量通常取0.52.5mm，故取背吃刀量a等于半精鏜工序時的加工余量=2.5mm 選擇進給量為f=0.4mm/r 切削速度為V=0.6m/s 車床主軸轉速n=60000V/(d)=60000*0.6/（3.14*40）=286.6r/min 工步2 精鏜 取背吃刀量a等于精鏜工序時的加工余量=0.5mm 選擇進給量為f=0.3mm/r 切削速度為V=0.4m/s. 車床主軸轉速n=60000V/(d)=60000*0.4/（3.14*40）=192.1r/min26第3章 夾具設計3.1機床夾具概述設計的是銑床夾具，目的是銑面；其中用到的設備為臥式銑床X6132，生產綱領為中批生產。在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。機床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據正確的位置。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）作用時不離開已經占據的正確的正確位置。3、對刀或導向裝置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。X、連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置。5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設置的元件或裝置。根據加工需要，有些夾具上設置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準確定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎組成部分。機床的分類機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調夾具，組合夾具，拼裝夾具。按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。工件的裝夾方法工件裝夾的方法有兩種：將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上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，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點：a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質量b、縮短輔助時間，提高勞動生產率c、擴大機床的使用范圍，實現“一機多能”d、改善工人的勞動條件，降低生產成本3.2工件在夾具中的定位（1）工件的定位的基本原理l 六點定則用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點定位原則”，簡稱“六點定則”。六點定則是工件定位的基本法則，用于實際生產時，起支承點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系工件定位時，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，有時要限制，有時可不限制，視具體情況而定。習慣上，工件的六個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，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。在工件定位時，以下情況允許不完全定位：a 加工通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制。b 毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的角度自由度可不限制。c 加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個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限制工件的同一個或幾個自由度的定位稱為重復定位。重復定位分兩種情況：當工件的一個或幾個自由度被重復限制，并對加工產生有害影響的重復定位，稱為不可用重復定位。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生變形，甚至無法安裝和加工。因此，不可用重復定位是不允許的。 當工件的一個或幾個自由度被重復限制，但仍能滿足加工要求，即不但不產生有害影響，反而可增強工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復定位。在生產實際中，可用重復定位被大量采用基準、對定位元件的基本要求定位基準的選擇定位基準的選擇，應盡量使工件的定位基準與工序基準相重合；盡量用精基準作為定位基準；遵守基準統一原則；應使工件安裝穩(wěn)定，加工中所引起的變形最?。粦构ぜㄎ环奖?，夾緊可靠。對定位元件的基本要求足夠的精度、足夠的強度和剛度、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時，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，具有獨立定位的作用。輔助支承用來加強工件的支承剛性，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，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，常用的定位元件有：V形塊、定位套和半圓套。定位誤差的分析造成定位誤差的原因有兩個：一是定位基準與工序基準不重合，由此產生基準不重合誤差b；二是定位基準與限制位基準不重合，由此產生基準位移誤差y ?；鶞什恢睾险`差b是一批工件逐個在夾具上定位時，定位基準與工序基準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?；鶞饰灰普`差y是一批工件逐個在夾具上定位時，定位基準相對于限位基準的最大變化范圍在加工尺寸方向上的投影夾緊裝置的組成(1)夾緊裝置的種類繁多，綜合起來其結構均由兩部分組成。動力裝置 產生夾緊力。動力裝置是產生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源，夾緊分手動夾緊和機動夾緊。手動夾緊是靠人力；機動夾緊是采用動力裝置。常用的動力裝置有液壓裝置、氣動裝置、電磁裝置、電動裝置、氣-液聯動裝置和真空裝置等。夾緊裝置 傳遞夾緊力。動力裝置所產生的力或人力要正確地作用到工件上，需有適當的傳動機構。傳遞機構是把原動力傳遞給夾緊裝置。它由兩種構件組成，一是接受原始作用力的構件，二是中間傳力機構。(2)、夾緊裝置的設計要求夾緊裝置的設計和選用是否正確，都保證工件的精度、提高生產率和減輕工人勞動強度有很大的影響。因此，夾緊裝置應滿足以下要求：夾緊過程中，不能破壞工件在定位時所處的正確位置。b.夾緊力的大小適當。保證工件在整個加工過程中的位置穩(wěn)定不變，夾緊可靠牢固，振動小，又不超出允許的變形。c.夾緊裝置的復雜程度應與工件的生產綱領相適應。工件生產批量越大，越應設計較復雜、效率較高的夾緊裝置。d.具有良好的結構工藝性。力求簡單，便于制造維修，操作安全方便，并且省力。3.3被加工零件的結構特點及制定工序的加工要求為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。結構特點：可根據零件的工藝路線：工序號工序名稱工序內容設備1鑄鑄造毛坯（兩件合一）2熱處理時效處理3刨3. 粗、半精刨燕尾槽；4. 粗、半精刨D面牛刨4銑2. 銑E面；3. 夾具回轉180銑F面臥式銑床5車4. 粗、精車M面；5. 鉆、擴38（留余量）；6. 調頭粗、精車N面臥式銑床6鉆3. 鉆孔7锪錐孔11；夾具回轉180鉆另一孔7锪錐孔11；4. 鉆、擴、鉸2-12H7鉆床7銑切割，控制尺寸4臥式銑床8鉗去毛刺9檢檢驗10磨磨燕尾槽（兩件合一）磨床11磨磨38H7（兩件合一）內圓磨床12檢總檢13清洗、入庫零件有兩個以加工平面，故可用擋板對其定位，另外零件還有兩個燕尾槽，零件總體尺寸相對較小和具有一定的對稱性。1） 研究工藝過程，分析該工序所加工的部位、加工要求、定位夾緊部分和前后加工工序的關系等。工藝過程見機械加工過程卡片。該工序為銑兩端面孔。因此可以用彈簧擋板對其定位，這樣可以減少誤差。另外零件還有兩個燕尾槽因此可以用相應的擋板對其進行定位。夾緊可以通過活動擋板對其進行壓緊。根據工藝路線可知，加工銑E面；夾具回轉180銑F面加工之前，只加工了粗、半精刨燕尾槽；粗、半精刨D面。所以設計夾具的時候要選擇精基準的時候只能選擇燕尾槽面或D面作為精基準，此時零件的形狀如下圖。3.4定設計方案的討論由零件圖可知：加工銑E面；夾具回轉180銑F面加工之前，只加工了粗、半精刨燕尾槽；粗、半精刨D面。因此，定位、夾緊方案有：方案：選底平面、和側面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的活動V型塊來夾緊。方案：選一面兩銷定位方式，2面用擋銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。分析比較上面二種方案：方案中的定位是不正確的，擋銷的位置是固定，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。通過比較分析只有方案滿足要求，從而保證其尺寸公差要求。開始設計是直接用夾具體作為定位面，用久后磨損會造成大的誤差，兩端沒有做成活動的，這樣不好安裝，后來改成可以單獨使用的零件，這樣可以壞掉及時更換，取得很好的經濟效益。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。3.5 切削力及夾緊分析計算刀具：面銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數： 由參考文獻55表129 可得銑削切削力的計算公式： 有：根據工件受力切削力、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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值，即： 安全系數K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻5121可知其公式參數： 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。 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= (FP)。b.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數，FJ需=KFJ理。c.校核夾緊機構的夾緊力FJ是否滿足條件：FJFJ需。3.6夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯系在一起的。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，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現的，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?？紤]到機床的性能、生產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生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，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，通過螺栓夾緊移動壓板，實現對工件的夾緊。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，實現定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻51226可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數由參考文獻5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件由表得：原動力計算公式 即： 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。3.7誤差分析與計算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：定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 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。3.8對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。3.9 夾具操作步驟分析和可靠性預測如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。優(yōu)點：穩(wěn)定性高，夾具體積小，易于在車床上安裝與拆卸。缺點：對車床的適應性低，沒有凸臺，車削的面積大，用久后夾具磨損會使定位誤差增大。夾具的主要零件技術要求的分析。夾具體：鑄件不允許有裂紋、氣孔、沙眼、疏松。幾個重要面的平行度和垂直度要保證。3.10 編寫主要夾具非標準零件的加工工藝規(guī)程零件名稱：夾具體 材料：HT200 生產綱領：單個 單位：mm 工序號工序名稱工序內容設備1鑄鑄造毛坯2熱處理時效處理3銑1. 銑底面2. 銑與定位鍵配合的面臥式銑床X61324銑銑上表面各個小凸臺立式銑床X50K5銑銑夾具體兩側U型槽立式銑床X50K6鉆1. 鉆M8底孔6.82. 鉆兩M6底孔53. 鉆兩M5底孔4.24. 鉆10孔5. 鉆四個5孔6. 鉆兩6銷孔鉆床7攻螺紋1. 攻兩M82. 攻兩M63. 攻兩M5鉆床8鉗去毛刺9檢檢驗10檢總檢11清洗、入庫清洗、入庫總結通過為期一個半星期的課程設計使我加深了對機械制造基礎這一門課程實用性的理解，也是我明白了工廠里面工人操作流程，對于一個產品的生產流程，加工工藝規(guī)程，我有了一些粗層次的了解，我認為出去以后當我看到那一張張工序卡片，工藝卡片，我一定能看懂它，感謝有這樣一次機會！感謝我們團體成員為這次課程設計所付出的辛勤努力，以及傅老師的指導。參考文獻1 盧秉恒.機械制造技術基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2007.12.2 孟少農.機械加工工藝手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1991.3 柯建宏，賓鴻贊.機械制造技術基礎課程設計.華中科技大學出版社，2006.4鄭修本.機械制造工藝學M.北京：機械工業(yè)出版社，1999.5 鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程.機械工業(yè)出版社，2004.1.外文翻譯機械加工零件的工藝及夾具設計摘 要：本文對機械加工零件的結構和工藝進行了分析，確定了機械加工工藝路線，夾具在機械加工中所占的地位和重要性，以及夾具設計。隨著科學的日益發(fā)展進步和國家產業(yè)政策的調整,工程機械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競爭行業(yè)關鍵詞：技術背景/發(fā)展趨勢/工序/定位方案1 機械加工歷史背景及其意義機械制造業(yè)是一個古老而永遠充滿生命力的行業(yè)。隨著現代工業(yè)的發(fā)展，對機械產品的要求越來越高，機械制造工藝也在日新月異地發(fā)展。自新中國成立以來，我國的制造技術與制造業(yè)得到了長足發(fā)展，一個具有相當規(guī)模和一定技術基礎的機械工業(yè)體系基本形成。改革開放二十多年來，我國制造業(yè)充分利用國內國外兩方面的技術資源，有計劃地推進企業(yè)的技術改造，引導企業(yè)走依靠科技進步的道路，使制造技術、產品質量和水平及經濟效益發(fā)生了顯著變化，為推動國民經濟的發(fā)展做出了很大的貢獻。盡管我國制造業(yè)的綜合技術水平有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，仍存在階段性差距。進入二十一世紀，我國發(fā)展經濟的主導產業(yè)仍然是制造業(yè)，特別是在我國加入世貿組織后，世界的制造中心就從發(fā)達國家遷移到了亞洲，我國有廉價的勞動力和廣大的消費市場，因此，我國工業(yè)要想發(fā)展，就需要有相應的技術和設備來支持。機械工業(yè)是國民經濟的裝備工業(yè)；是科學技術物化的基礎；是高新技術產業(yè)化的載體；是國防建設的基礎；是實現經濟快速增長的重要支柱；也是為提高人民生活質量、提供消費類機電產品的供應工業(yè)。它對國民經濟運行的質量和效益、產業(yè)結構的調整和優(yōu)化具有極其重要的作用。2 機械行業(yè)的現狀及發(fā)展趨勢隨著社會的發(fā)展，各種機械逐漸運用到各個行業(yè)中，不管是在農用、軍用、工用等方面，離開了機械的操作就談不上效率，因此，從某中角度上來說，一個國家的經濟實力、社會地位，和機械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的。各工業(yè)化國家經濟發(fā)展的歷程表明，沒有強大的裝備制造業(yè)，就不可能實現國民經濟的工業(yè)化、現代化和信息化3。目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國經濟發(fā)展和產業(yè)升級的重要因素，加大結構調整力度，推進機械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，對于轉變經濟增長方式，提高國民經濟整體素質，增強我國經濟的國際競爭力，保障國防安全等都具有重要而深遠的意義。3 機械加工工藝規(guī)程制訂3.1 機械加工工藝過程的定義機械加工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀，尺寸，相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的全過程。機械加工工藝過程直接決定零件及產品的質量和性能，對產品的成本、生產周期都有較大的影響，是整個工藝過程的重要組成部分。3.2 機械加工工藝過程的組成組成機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又是由安裝、工位、工步及走刀組成的。 工序是指一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是制定勞動定額、配備工人及機床設備、安排作業(yè)計劃和進行質量檢驗的基本單元。 安裝是工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序。 當應用轉位（或移位）加工的機床（或夾具）進行加工時，在一次裝夾中，工件（或刀具）相對于機床要經過幾個位置依次進行加工，在每一個工作位置上所完成的那一部分工序，稱為工位。采用多工位加工可以減少裝夾的次數，減少裝夾誤差，提高生產率。 工步是加工表面在切削刀具和切削用量（僅指主軸轉速和進給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。 在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次就稱為一次走刀。3.3 機械加工工藝規(guī)程的定義規(guī)定產品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程，它是企業(yè)生產中的指導性技術文件。3.4 機械加工工藝規(guī)程的作用及內容機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據。根據它來組織原材料和毛坯的供應，進行機床調整，專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。機械加工工藝規(guī)程也是組織生產、進行計劃調度的依據。有了它就可以制定生產產品的進度計劃和相應的調度計劃，并能做到各工序科學地銜接，使生產均衡、順利，實現優(yōu)質、高產和低消耗。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產中，以機械加工工藝過程卡片指導生產，過程卡的各個項目編制較為詳細。機械加工工序卡片是為每個工序詳細制定的，用于直接指導工人進行生產，多用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。3.5 制訂機械加工工藝規(guī)程的原則及步驟在一定的生產條件下，以最少的勞動消耗和最低的費用，按計劃加工出符合圖紙要求的零件，是制訂機械加工工藝規(guī)程的基本原則。制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟如下：根據零件的生產綱領決定生產類型；分析零件加工的工藝性；選擇毛坯的種類和制造方法；擬訂工藝過程；工序設計；編制工藝文件。4 夾具設計4.1 夾具設計的意義在機械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實質性問題，一直是從事于機械行業(yè)人員研究的問題，其中在設計夾具的時候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經濟，這是行業(yè)人急需要解決的。隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務，如何充分利用這些高科技在機械行業(yè)中，這還需要機械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。隨著科學技術的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設計在逐步的超向柔性制造系統方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機電產品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標準化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產品息息相關,產品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質的工具,模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標準化、模塊化、組合化等當代先進設計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護原理。所以是今后夾具技術的一個重要發(fā)展方向單位 。機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內。按照機床夾具的應用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調整式夾具等。通用夾具是在普通機床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉工作臺,分度頭,頂尖座等。它們都一標準化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內的各種工件而不需要進行特殊的調整。但是,在實際生產中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因為生產率低而必須把通用夾具進行適當的改進;或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設計制造一種專用夾具,以解決生產實際的需要。用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的,其功用主要有下列幾個方面:1.保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。2.采用專用夾具后,安裝工件和轉換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產率.在生產中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的機動時間將與加工一個工件的機動時間相同。采用回轉式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進行切削加工某個工件的同時,進行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機動時間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴大機床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機床的作用。4.減輕勞動強度,保障安全生產。根據生產需要,采用一些氣動,液壓或其它機械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強度,保障生產安全和產品的穩(wěn)質高產都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉幾次進行加工,勞動強度大而且不安全。采用電動回轉式鉆床家具后,就能夠達到提高生產效率,減輕勞動強度,保障生產安全的目的。4.2 夾具的發(fā)展趨勢工業(yè)設計是人類社會發(fā)展和科學技術進步的產物，從英國莫里斯的“工藝美術運動”，到德國的包豪斯設計革命以及美國的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設計經過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時至今日，工業(yè)設計已成為一門獨立的專業(yè)學科，并且有一套完整的研究體系。1980年國際工業(yè)設計協會理事會（ICSID）給工業(yè)作了明確定義：“就批量生產的工業(yè)產品而言，憑借訓練，技術知識，經驗及視覺感受，而預示材料、結構、構造、形態(tài)、色彩、表面加工，裝飾以新的品質和規(guī)格，叫做工業(yè)設計。根據當時的具體情況，工業(yè)設計師應在上述工業(yè)產品全部側面或其中幾個方面進行工作，而且需要工業(yè)設計師對包裝、宣傳、展示，市場開發(fā)等問題的解決付出自己的技術知識和經驗以及視覺評價能力時，這也屬于工業(yè)設計的范疇”。材料、結構、工藝是產品設計的物質技術基礎，一方面，技術制約著設計；另一方面，技術也推動著設計。從設計美學的觀點看，技術不僅僅是物質基礎還具有其本身的“功能”作用，只要善于應用材料的特性，予以相應的結構形式和適當的加工工藝，就能夠創(chuàng)造出實用，美觀，經濟的產品，即在產品中發(fā)揮技術潛在的“功能”。 任何設計都是時代的產物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時期的科學技術水平。技術是產品形態(tài)發(fā)展的先導，新材料，新工藝的出現，必然給產品帶來新的結構，新的形態(tài)和新的造型風格。材料，加工工藝，結構，產品形象有機地聯系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化?，F在，機械加工工藝及夾具隨著制造技術的發(fā)展也突飛猛進。機械加工工藝以各個工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產品的質量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產品質量的前提下，盡可能提高勞動生產率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現有生產條件的基礎上，盡可能采用國內、外先進工藝技術和經驗。還應保證操作者良好的勞動條件。但我國現階段還是主要依賴工藝人員的經驗來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時定額也憑經驗來確定，十分粗略，缺乏科學依據，難以進行合理的經濟核算國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85左右?，F代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，每隔34年就要更新5080左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為1020左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；4）能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具；5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；6）提高機床夾具的標準化程度?，F代機床夾具的發(fā)展趨勢主要表現為標準化、高效化、精密化和柔性化等四個方面。利用更好的夾具，可以提高勞動生產率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。一個好的夾具是加工出合格產品的首要條件，為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應加強產、學、研協作的力度，加快用高新技術改造和提升夾具技術水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網站，充分利用現代信息和網絡技術，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術。主動與國外夾具廠商聯系，爭取合資與合作，引進技術，這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。參考文獻1：裘愉，組合機床，北京：機械工業(yè)出版社，1995.2：金振華.組合機床及其調整與使用.北京：機械工業(yè)出版社，1990.3：沈延山.生產實習與組合機床設計.大連：大連理工大學出版社，1989.4：上海市大專院校機械制造工藝學協作組編著.機械制造工藝學.福建科學技術出版社，1996.5：王華坤，范元勛.機械設計基礎.北京：兵器工業(yè)出版社，2000.6：馮辛安.機械制造裝備設計.北京：機械工業(yè)出版社，1998.7：陳日曜.機械原理.北京：機械工業(yè)出版社，1992.8：方子良.機械制造技術基礎.上海：上海交通大學出版社，2004.9：劉秋生，李忠文.液壓傳動與控制.北京：宇航出版社，1994.10：陳于萍，周兆元.互換性與測量技術基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2005.11：東北重型機械學院等.機床夾具設計手冊.上海：上?？萍技夹g出版社，1979.12：機械設計手冊聯合編寫組.機械設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1987.13：王先逵.機械制造工藝學（上下冊）.北京：清華大學出版社，1989.14：崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南. 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