K420-主軸箱齒輪加工工藝及滾齒夾具設(shè)計(jì)參考素材

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機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 主軸箱齒輪 零件名稱 主軸箱齒輪 共 頁(yè) 第 1 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 滾 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鍛件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 滾齒機(jī) Y3150 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 滾齒 滾刀，游標(biāo)卡尺 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 主軸箱齒輪 零件名稱 主軸箱齒輪 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) 45Cr 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 鍛造 鍛造 2 處理 淬火處理 3 車 車左端面 CA6140 專用夾具，車刀，游標(biāo)卡尺 4 車 車右端面 CA6140 專用夾具，車刀，游標(biāo)卡尺 5 車 車各段外圓 CA6140 專用夾具，車刀，游標(biāo)卡尺 6 車 車內(nèi)孔，車退刀槽 CA6140 專用夾具，車刀，游標(biāo)卡尺 7 銑 銑4個(gè)寬21的槽 X51 專用夾具，立銑刀，游標(biāo)卡尺 8 鉆 鉆Φ3的孔，锪錐孔Φ18 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 9 滾 滾齒 Y3150 專用夾具，滾刀，游標(biāo)卡尺 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 11 入庫(kù) 入庫(kù) 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 主軸箱齒輪的工藝規(guī)程及滾齒夾具設(shè)計(jì) 教 學(xué) 部： 專 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 職稱 最終評(píng)定成績(jī) 年 月 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 主軸箱齒輪的加工工藝規(guī)程及其滾齒的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目錄 ABSTRCT 3 一 緒 論 2 1.1機(jī)床夾具的概念 2 1.1.1夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 2 1.1.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向 3 1.2機(jī)床夾具的組成 4 1.2.1 機(jī)床夾具的基本組成部分： 4 1.2.2 機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置 5 1.3 機(jī)床夾具的分類 5 1.3.1 機(jī)床夾具的分類如下 6 1.3.2 機(jī)床夾具的分類 7 1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 9 1.4.1 機(jī)床夾具 9 1.4.2 機(jī)床夾具的功能 9 二 零件的分析 12 2.1 零件的作用 12 2.2 零件的工藝分析 12 三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 13 3.1 確定毛坯的制造形式 13 3.2 基面的選擇的選擇 13 3.3工藝路線 13 3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 15 3.5確定切削用量及基本工時(shí) 16 四 夾具設(shè)計(jì) 20 4.1問(wèn)題的提出 20 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 20 4.3削力和夾緊力計(jì)算 21 4.4定位誤差分析 23 4.5夾緊誤差分析和計(jì)算 23 4.6夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 23 總 結(jié) 25 致 謝 26 參 考 文 獻(xiàn) 28 前 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)。 主軸箱齒輪的加工工藝規(guī)程及滾齒夾具設(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(wèn)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 緒 論 1.1機(jī)床夾具的概念 在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過(guò)程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過(guò)程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門(mén)類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。 1.1.1夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，盡管國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個(gè)具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求； （1）、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期； （2）、能裝夾一組相似性特征的工件； （3）、適用于精密加工的高精度的機(jī)床； （4）、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)； （5）、采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 1.1.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面： 1． 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高 對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.2~0.5um。 2． 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤(pán)則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 3． 柔性化 夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)調(diào) 組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 4． 標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見(jiàn)的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 1.2機(jī)床夾具的組成 1.2.1 機(jī)床夾具的基本組成部分： (1)定位裝置 該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。 (2)夾具裝置 該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過(guò)程中正確位置不變。 (3)夾具體 夾具體是夾具的基本骨架，通過(guò)它將夾具所有的元件構(gòu)成一個(gè)整體。 1.2.2 機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置 (1)連接元件 根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過(guò)渡盤(pán)，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。 (2)對(duì)刀元件 常用在普通銑床夾具中，用對(duì)刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對(duì)刀時(shí)，銑刀不與對(duì)刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀快工作表面。 (3)導(dǎo)向元件 常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。 (4)其他元件或裝置 根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、預(yù)出器個(gè)平衡快等。這些元件或裝置需要專門(mén)設(shè)計(jì)。 隨行夾具 1.3 機(jī)床夾具的分類 根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種：通用夾具，專用夾具，成組夾具，組合夾具，隨行夾具。 其中專用夾具是針對(duì)某一種工件的某道工序?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)與制造。專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專門(mén)設(shè)計(jì)的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 1.3.1 機(jī)床夾具的分類如下 （1）、系統(tǒng)元件 （2）、夾緊元件 （3）、夾具體 （4）、連接元件 （5）、對(duì)刀與導(dǎo)向裝置 （6）、其他元件或裝置 一．機(jī)床夾具的基本組成部分 雖然各類機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)有所不同但按主要功能加以分析。機(jī)床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個(gè)部分，這也好似夾具體的主要內(nèi)容。 1.定位元件 定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就確定了。 2.夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。 3.夾具體 通常夾具作為鑄件的結(jié)構(gòu)、鍛件結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。 二、幾夾具的其他組成部分 為滿足夾具的餓其他功能要求，各種夾具好要設(shè)計(jì)其他的元件個(gè)裝置。 1.連接元件 根據(jù)機(jī)床的工作特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝。 連接常有的兩種方式：一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機(jī)床上的位置。 2.對(duì)刀與導(dǎo)向裝置 對(duì)刀裝置常見(jiàn)在銑床夾具中，用以對(duì)刀塊 調(diào)銑刀對(duì)刀前的位置，對(duì)刀時(shí)，銑刀不能與對(duì)刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀塊工作表面。 導(dǎo)向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行切削。 3.其他元件和裝置 根據(jù)加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，靠模裝置上下料加工工藝機(jī)器人等。 1.3.2 機(jī)床夾具的分類 1、按夾具的通用特性分類 這是一種基本的分類方法，主要反應(yīng)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據(jù)。目前，我國(guó)常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動(dòng)化生產(chǎn)夾具等五大類。 （1）、通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤(pán)等。其特點(diǎn)是使用性強(qiáng)，不需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件，這類夾具以商品化，且成為機(jī)床附件，采用這種夾具可減少生產(chǎn)周期，減少夾具品種從而降低生產(chǎn)成本，其缺點(diǎn)是夾具的精度不高，生產(chǎn)效率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故使用與單件小批量生產(chǎn)中。 （2）、專用夾具 專用夾具是針對(duì)一個(gè)工序的要求而專門(mén)設(shè)計(jì)和制造夾具，其特點(diǎn)是針對(duì)性極強(qiáng)，沒(méi)有通用性，在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定批量較大的生產(chǎn)中，常用各種專用夾具，可獲得較長(zhǎng)，隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經(jīng)濟(jì)性等方面已多生許多問(wèn)題。 （3）、可調(diào)夾具 可調(diào)夾具是針對(duì)通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來(lái)的異類新型夾具對(duì)不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調(diào)夾具，它按成組原理設(shè)計(jì)并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產(chǎn)中上午有較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。 （4）、組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具夾具用具既可拆除，留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并且有可減少專用家句數(shù)量的優(yōu)點(diǎn)，因此、組合夾具在單件中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具，組合夾具也已商品化。 （5）、自動(dòng)化生產(chǎn)專用夾具 自動(dòng)化生產(chǎn)專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機(jī)床專用夾具兩大類，自動(dòng)線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數(shù)控機(jī)床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機(jī)床的夾具比例正在增加，得以滿足數(shù)控機(jī)床的加工要求，數(shù)控幾傳呼的典型結(jié)構(gòu)是平裝夾具，它是利用標(biāo)準(zhǔn)的模塊組裝的夾具。 2、按夾具使用的機(jī)床分類 這是專用夾具設(shè)計(jì)使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具。設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)機(jī)床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點(diǎn)是機(jī)床切削成型運(yùn)動(dòng)不同、故夾具與機(jī)床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。 1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 1.4.1 機(jī)床夾具 夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。 在金屬切削機(jī)床工件是使用的夾具稱為機(jī)床夾具，在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)裝備中占有極其主要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工件。 1.4.2 機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上應(yīng)用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1.機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝夾工件，使工件裝夾中的定位和夾緊。 （1）、定位 確定工件在夾具中占有正確的位置的過(guò)程，定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)而與夾具定位元件的定位面接觸成配合實(shí)現(xiàn)的正的定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。 （2）.夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不錯(cuò)的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。 2．機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀與導(dǎo)向。 1）、對(duì)刀 調(diào)整刀具切削相對(duì)工件或夾具的正確位置如銑床夾具中餓對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 2）、導(dǎo)向 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削，導(dǎo)向元件制成模板形成故鉆床夾具長(zhǎng)稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導(dǎo)向的功能的。 3.夾具是機(jī)械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大，所以在機(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面的作用： （1）保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，所以在機(jī)械加工中，可以保證工件各個(gè)表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。 （2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間，因此可以縮短輔助時(shí)間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。 （3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途 使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 （4）改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全 使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)。 二 零件的分析 2.1 零件的作用 齒輪的作用，齒輪用于變速箱中，主要起傳遞動(dòng)力和扭矩的作用 2.2 零件的工藝分析 齒輪有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為 1：一外圓為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括，外圓自身和端面，和內(nèi)圓 2：一個(gè)是以內(nèi)圓為基準(zhǔn)的加工面，這個(gè)主要是齒輪的加工。 三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為45鋼生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過(guò)程中所受的載荷情況，選用模鍛。 3.2 基面的選擇的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出。 粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)主軸箱齒輪這樣的回轉(zhuǎn)體零件來(lái)說(shuō)，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要。對(duì)回轉(zhuǎn)體零件我們通常以外圓作為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn) 的選擇要考慮基準(zhǔn)重合的原則，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要和工藝基準(zhǔn)重合。因此我們采用內(nèi)孔做為定位基準(zhǔn)。 3.3工藝路線 制訂工藝路線的出發(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。通過(guò)仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 1 鍛造 鍛造 2 處理 淬火處理 3 車 車左端面 4 車 車右端面 5 車 車各段外圓 6 車 車內(nèi)孔，車退刀槽 7 銑 銑4個(gè)寬21的槽 8 鉆 鉆Φ3的孔，锪錐孔Φ18 9 滾 滾齒 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 11 入庫(kù) 入庫(kù) 方案二 1 鍛造 鍛造 2 處理 淬火處理 3 車 車各段外圓 4 車 車內(nèi)孔，車退刀槽 5 車 車左端面 6 車 車右端面 7 銑 銑4個(gè)寬21的槽 8 鉆 鉆Φ3的孔，锪錐孔Φ18 9 滾 滾齒 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 11 入庫(kù) 入庫(kù) 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一在車完外圓和內(nèi)孔之后，又以內(nèi)孔定位車削了2端面，因?yàn)槎嗣嫦鄬?duì)于孔中心線有跳動(dòng)要求，這樣我們可以保證端面相對(duì)于孔中心線的端面跳動(dòng)，而方案二則很難保證，因此我們選用方案一 具體的工藝路線如下 1 鍛造 鍛造 2 處理 淬火處理 3 車 車左端面 4 車 車右端面 5 車 車各段外圓 6 車 車內(nèi)孔，車退刀槽 7 銑 銑4個(gè)寬21的槽 8 鉆 鉆Φ3的孔，锪錐孔Φ18 9 滾 滾齒 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 11 入庫(kù) 入庫(kù) 3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 齒輪零件材料為45，類型為大批量生產(chǎn)，采用模鍛。 1、 齒輪的外圓和端面 因主軸箱齒輪的外圓和端面的精度要求都不是很高，其加工余量為2mm。 2：端面 采用銑一次走刀完表面加工，表面粗糙度為3.2，根據(jù)參考文獻(xiàn)，其余量為Z=2.5mm 3.5確定切削用量及基本工時(shí) 工序三：車端面，外圓，選硬質(zhì)合金外圓車刀，端面車刀， 工步一：車左端端面 1） 車削深度，可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(287-145)/475x2=0.149473min 工步二：車外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(18)/475=0.03789min 工序四，工序五，工序六的切削用量及基本工時(shí)計(jì)算如上在此不再類述。 工序X滾齒夾具設(shè)計(jì) 1)滾齒機(jī)，采用m=3 z=80的滾刀 1) 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為2.57mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm 2) 進(jìn)給量f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為112.5 /r 按滾齒機(jī)說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)切削手冊(cè)）取 f =0.9mm/r 3) 計(jì)算切削速度，按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命T=60min) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 504r/min 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-8),與504r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1 L==40mm,=2mm, =0, =0 tm===0.098(min) 其余滾齒和磨齒輪的加工工時(shí)和切削用量的計(jì)算如上，在此也不再一一敘述 四 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序?yàn)闈L齒輪夾具設(shè)計(jì) 4.1問(wèn)題的提出 本夾具主要用來(lái)滾M=3 z=80的齒輪，同時(shí) 對(duì)孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在滾齒時(shí)還要保證其對(duì)中心線精度要求，為了使其誤差減小，在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高加工質(zhì)量。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 我們采用Φ68內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，因?yàn)槲覀儩L齒的時(shí)間，工作臺(tái)和滾刀是同時(shí)旋轉(zhuǎn)的，且我們所加工齒輪，可以從任何地方入刀，齒輪加工在定位正確的情況下，全靠工作臺(tái)和滾刀的運(yùn)動(dòng)決定，因此我們只要工件放好定好位置，然后壓緊既可以，因此我們采用Φ68內(nèi)孔和端面定位，采用U型壓板壓緊即可滿足要求，使用Φ68內(nèi)圓定位我們用的是一個(gè)定位盤(pán)。定位盤(pán)和工件過(guò)度配合來(lái)定位工件。 4.3削力和夾緊力計(jì)算 切削力和夾緊力計(jì)算 (1)刀具： 采用m=3，z=80的滾刀 機(jī)床：滾齒機(jī) 由[3]所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=16mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 4.4定位誤差分析 由于用Φ68內(nèi)孔和端面定位，齒輪設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無(wú)極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。 本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下。 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——定位銷外圓直徑公差（mm）。 4.5夾緊誤差分析和計(jì)算 因?yàn)楸镜拦ば虻膴A具靠?jī)?nèi)孔定位，我們只要保證定位內(nèi)孔的軸的尺寸精度，我們的加工精度就可以保證，因?yàn)槲覀兛績(jī)?nèi)孔定位，開(kāi)口壓板直接壓緊，壓緊力是垂直的，不存在壓緊誤差。因此壓緊誤差不予考慮。 4.6夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用U型壓板,以便裝卸,夾具體底面上的止口定位可以精確保證齒頂圓和分度圓相對(duì)于中心線的跳動(dòng)，從而保證了精度。便于滾齒加工，本夾具總體的感覺(jué)是操作比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)比較緊湊，效率大大提高 總 結(jié) 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(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)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(shū)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)。 設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)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)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(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)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 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 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 29 頁(yè) 共24頁(yè)