（通過答辯）箱體蓋孔立式鏜床夾具設(shè)計（含全套CAD圖紙）

（通過答辯）箱體蓋孔立式鏜床夾具設(shè)計（含全套CAD圖紙）,通過,答辯,箱體,孔立,鏜床,夾具,設(shè)計,全套,cad,圖紙 金屬基于FEM和SPH的切口過程的數(shù)值仿真和分析* * *摘要通過使用有限元法和SPH，在金屬材料的切削過程模擬和切割機制耦合方法中對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明，切削過程是一個塑性變形的過程，切削層材料由于刀具的擠壓產(chǎn)生剪切滑移，產(chǎn)生擠壓和摩擦，切割形成的冷卻表層材料，是受塑性變形力的結(jié)果，形成殘余應(yīng)力;切削力迅速增大后減小，最終變化在一定范圍內(nèi)，最大有效應(yīng)力在一定范圍內(nèi)處于不同的穩(wěn)定切削階段的最前沿。關(guān)鍵詞：金屬切削;數(shù)值模擬，有限元法; SPH方法.I.導(dǎo)言金屬切削過程是一個復(fù)雜的加工工藝。它不僅涉及到彈性，塑性和斷裂力學(xué)，而且涉及到摩擦學(xué)和熱力學(xué)。切割質(zhì)量受許多因素影響，如工具的形狀，切削參數(shù)，切削熱，切削刀具磨損等1。這是個非常不理想的定量分析和研究分析方法的削減機制。它浪費了實驗檢錯工時，增加生產(chǎn)成本。作為金屬切割新的研究方法，機制，計算機模擬方法更簡便，高效。其中，有限元方法是使用最廣泛的金屬切削仿真方法，并得到了一些重大的成就2，3。有限元方法是一種網(wǎng)格方法。分離的標(biāo)準(zhǔn)和斷裂準(zhǔn)則的芯片要人為地設(shè)置在金屬切削模擬過程中，或在切削變形區(qū)的網(wǎng)格中將被扭曲。這是不完全符合實際情況的一種方法。無網(wǎng)格法的發(fā)展提供了一個問題的有效解決方案。光滑粒子流體動力學(xué)（型號為SPH）是一種成熟的無網(wǎng)格方法。仿真模型建立與SPH離散粒子的產(chǎn)生，在這么大金屬切削變形過程中可有效解決4-6。在連續(xù)介質(zhì)的機械變形仿真中，有限元法的效率比SPH高，但不如在仿真過程中涉及到大變形，不連續(xù)的媒介。因此，文件模擬金屬切削基于LS - DYNA中的軟件程序進(jìn)行有限元方法和SPH耦合。它補充了單一方法的缺點。II.基本原則的SPH方法在SPH中，仿真模型建立離散粒子。粒子的質(zhì)量在固定的坐標(biāo)系統(tǒng)中是固定的。因此SPH方法類似于拉格朗日方法。它的基本方程，也是能量守恒方程和固體材料本構(gòu)方程。在SPH中流場物理描述的流動的粒子，設(shè)定其具有一定的速度。每個粒子是一個流場特性的插值點。整個解決方案可以得到由這些粒子組成的插值函數(shù)7，8。SPH的基礎(chǔ)是插值原則9。任何宏觀變量（如密度，氣壓，溫度等）可以得到由粒子組成的無序的一整套插值。粒子的相互作用用插值函數(shù)表示。近似粒子功能 hf(x)= f(y)W(x-y,h)dy (1)其中W是內(nèi)核函數(shù)（插值內(nèi)核），它的表述如下： W(x,h)=(x) (2)其中d是空間維數(shù)，h是平滑的長度。輔助值是 (u)= C (3)其中C是一個正?；某?shù)。平滑長度H是計算效率和精度的具有重要影響的因素。為了避免負(fù)面影響，由于材料壓縮和膨脹，變化平滑的長度是由W. Benz.決定的。平滑長度是動態(tài)的，隨時間和空間變化。它隨著粒子之間的距離的增加而增加。隨著粒子之間的距離減少而減少。它的變化范圍為 HMIN*h0hHIMAX*h0 (4)其中h0是初始平滑的長度。SPH粒子的影響范圍是一個球形區(qū)域，其半徑為h，在每個時間段內(nèi)，這些粒子在該地區(qū)的。因此，必須執(zhí)行搜索。桶搜索算法應(yīng)用的分類方法是用于在SPH搜索的。如圖1所示，第一，整個區(qū)域劃分為一些次區(qū)域，然后在每個粒子及其鄰區(qū)地區(qū)的搜查。通過使用搜索方法，計算大大減少。 圖1 桶分類和本區(qū)域搜索III. 建模與仿真A FEM和SPH的耦合模型在這篇文章里，大變形的SPH粒子模型，以及工件小面積變形和刀具的建模與拉格朗日網(wǎng)格有關(guān)。圖2顯示了耦合SPH和拉格朗日網(wǎng)格.圖2 耦合SPH示意圖顆粒和拉格朗日網(wǎng)這個顆粒示意圖左邊的部分是SPH粒子.它的右邊部分是拉格朗日網(wǎng)格。SPH粒子和拉格朗日網(wǎng)格是通過節(jié)點耦合面在LS- DYNA中。失敗連合接觸的標(biāo)準(zhǔn)10是+ (5)其中fu,fs,fu,fai,fs,fail是正應(yīng)力，剪應(yīng)力，正常的破壞應(yīng)力和失效的剪應(yīng)力，m1,m2分別是指數(shù)的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。 SPH粒子 有限元網(wǎng)格為了減少計算時間，簡化了仿真模型，如圖3所示。工件是一個6毫米（長） 4毫米（高） 0.2毫米（寬）的長方體。有限元網(wǎng)格大小為0.1毫米。切削變形區(qū)是仿照與0.33毫米SPH粒子（半徑）。刀具前角0為10 ，后角0為6 。B.材料模型工件材料是45號鋼模型，適用于鋼的物質(zhì)模型有任意的壓力與疲勞曲線和各向同性的塑性。疲勞比率使用考貝.西蒙斯模型解釋。之間的應(yīng)變率和屈服應(yīng)力的關(guān)系10是 （6）其中是應(yīng)變率，C和帕累托應(yīng)變率參數(shù)，0是初始屈服應(yīng)力和fn(peff)是有效的塑性應(yīng)變硬化作用。刀具材料的硬質(zhì)合金（YT5）。它的硬度和強度遠(yuǎn)高于工件。它被認(rèn)為是彈性體。表1列出了刀具和工件，其中一些材料特性1.6有相應(yīng)的屈服應(yīng)力值，以及有效塑性應(yīng)變值1.6 表一 磁特性刀具和工件 單位：kg-mm-ms彈性率(E) 泊松比密度() 應(yīng)變率參數(shù)(C) 應(yīng)變率參數(shù)(P) 123456 123456工件200 0.30 7.810-640 5 0.36 0.38 0.42 0.500.560.600.015 0.025 0.05 0.0750.10.15切割工具600 0.15 1.310-5 彈性率(E) 工件實際上也反映了固體顆粒顆粒附近的2h0邊界（h0是初始平滑的長度），如圖4所示。 虛擬的物理粒子和固體顆粒的數(shù)量對稱于固定邊界上。因此，虛擬粒子可以產(chǎn)生約束的固體顆粒。它使固體顆粒速度保持在零值，而無法穿透邊界。 固體顆粒 虛粒子平滑的長度初步平滑長度圖4 SPH對稱平面模型IV. 仿真結(jié)果分析A. 切屑的形成本文對切割變形和45號鋼的切屑的形成過程進(jìn)行了模擬。切割速度VS是10米/秒，切削深度為0.5mm。從圖 5（a）可以看出，存在于邊緣之間的工具和切削層材料接觸帶有較大的接觸應(yīng)力。正好是658.6MPa。該值高于生產(chǎn)的45鋼的強度。因此，在接觸帶的物質(zhì)產(chǎn)生不可逆變形，其他區(qū)的材料仍然處于彈性狀態(tài)。隨著工具的不斷移動，邊上的工具和切削層逐漸增加接觸面積。切割層材料堆積在刀面上。材料的內(nèi)應(yīng)力逐漸增加。如圖所示5（b），小變形區(qū)有效應(yīng)力遠(yuǎn)高于屈服強度。 (a) t=0.02ms (b) t=0.06ms (c) t=0.14ms (d) t=0.35ms 圖5 變形過程中的切削層材料因此，在小變形區(qū)材料是塑料的狀態(tài)。刀具切削材料和流動擠壓后，在向上沿刀面程塑性狀態(tài)推動材料。切屑的材料從表格可以看出，流出的主要變形區(qū)，如圖所示5（c）。從圖 5（d）可以看出，表面層的組成物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并存在于表層形成的殘余應(yīng)力。仿真過程表明，擠壓和摩擦，切割形成的冷卻表層材料是塑性變形力的結(jié)果，并形成殘余應(yīng)力。圖 6顯示了工件在金屬切削過程中的最大有效應(yīng)力變化曲線。可以看出，最大有效應(yīng)力急劇增加的起步階段。最高值在0.11ms時高達(dá)1.4GPa，然后下降。在這個時候切屑逐漸形成。最高有效應(yīng)力變化，最終在1.21.4GPa。 時間（ms）圖6 變化曲線的最大有效應(yīng)力B. 切削力分析從圖 7可以看出，切削力急劇增加，然后下降，最終在一定范圍內(nèi)變化。在金屬切削過程中，隨著接觸面積刀具和切削層材料變化，切削力和在接觸帶的內(nèi)應(yīng)力增加物質(zhì)逐漸增加。時間（ms）當(dāng)內(nèi)應(yīng)力達(dá)到屈服強度時，材料產(chǎn)生剪應(yīng)力，切屑從主要變形區(qū)域流出。它使切削力減少一點。材料屈服和切屑形成不斷發(fā)生，因此減少在一定范圍內(nèi)的力波。C. 分析應(yīng)力和應(yīng)變刀具從動態(tài)模擬過程可以看出，首次切削存在著較大的接觸應(yīng)力。隨著切割進(jìn)行，材料變形向上沿刀面和前刀面擠壓動作。在刀面最大接觸應(yīng)力點向上移動了。在切屑形成以后，最大有效的應(yīng)力波在某一處達(dá)到最大值（如圖所示8）。因此，切削刀具在0.2ms時磨損嚴(yán)重。刀面應(yīng)力分布曲線如圖所示 9，可以看出，切削刃接觸點應(yīng)力較大。這時達(dá)到最大值為0.4毫米，然后逐漸減小。 圖8 0.2ms的有效應(yīng)力分布距離前沿（mm）圖9 0.2ms的應(yīng)力刀面分布曲線圖10顯示在刀具表面的最大有效應(yīng)力應(yīng)變變化曲線。沒有考慮到不正常的地方跳動曲線，可以看出，最大有效應(yīng)力大幅增加至0.28GPa，并最終保持在0.35Gpa左右擺動。最高有效應(yīng)變保持在0.03左右擺動。刀具的彈性變形很小。 時間（ms） （a）最大有效應(yīng)力變化曲線 時間（ms）（b）最大有效應(yīng)變變化曲線圖10 刀具表面最大有效應(yīng)力和應(yīng)變的變化曲線V. 結(jié)論1）耦合的有限元方法和SPH補充了單一方法的缺點。仿真結(jié)果表明，它是在金屬切削仿真有效的過程。2）切割過程是一個塑性變形過程，切削層材料產(chǎn)生的剪切滑移是由于刀具擠壓。3）從切割的擠壓和摩擦結(jié)果來看，在冷卻的條件下，在材料表面層形成塑性變形，并最終形成殘余應(yīng)力。4）后形成的切屑，最高在一定范圍的有效應(yīng)力波的前沿。因此，切削刀具磨損嚴(yán)重。自述我最主要是向我的上司王教授致以深切的感謝，他不斷的鼓勵和指導(dǎo)我.沒有他的一貫指導(dǎo)和啟發(fā)，本文不可能達(dá)到目前的形式。我還衷心感謝我的朋友和我同學(xué)抽出時間給我?guī)椭?，并且?guī)椭以谖恼鲁霈F(xiàn)困難的期間指出我的問題。參考文獻(xiàn)1 J.-Z. 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Livermore, California, 1998學(xué)院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱TJ049箱體零件名稱TJ049箱體體蓋共6頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工30粗銑HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床X52K11夾具編號夾具名稱切削液1通用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件1.9mim1.9mim工步號工 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/sr/minm/smm/rmm機動輔助1粗銑上端面，留1mm精加工余量。銑夾具，量具，面銑刀5001.270.8311510 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期學(xué)院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱TJ049箱體零件名稱TJ049箱體體蓋共6頁第頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工40精銑HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床X52K11夾具編號夾具名稱切削液1通用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件0.55min0.55min工步號工 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/sr/minm/smm/rmm機動輔助1精銑下端面銑夾具，量具，面銑刀80011.50.85311810 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期學(xué)院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱TJ049箱體零件名稱TJ049箱體體蓋共6頁第3頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工50粗銑HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床X52K11夾具編號夾具名稱切削液1通用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件1.9mim1.9mim工步號工 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/sr/minm/smm/rmm機動輔助1粗銑下端面，留1mm精加工余量。銑夾具，量具，面銑刀5001.270.8311510 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期學(xué)院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱TJ049箱體零件名稱TJ049箱體體蓋共6頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工60精銑HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床X52K11夾具編號夾具名稱切削液1通用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件0.55min0.55min工步號工 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/sr/minm/smm/rmm機動輔助1精銑下端面銑夾具，量具，面銑刀80011.50.85311810 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）學(xué)院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱TJ049箱體零件名稱TJ049箱體體蓋共6頁第5頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工70粗鏜HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)鏜床TPX611311夾具編號夾具名稱切削液1通用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件6.21min6.21min工步號工 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/sr/minm/smm/rmm機動輔助1粗鏜2X100孔鏜夾具，量具，鏜刀5001.270.8311510 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期學(xué)院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱TJ049箱體零件名稱TJ049箱體體蓋共6頁第6頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工80精鏜HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)鏜床TPX611311夾具編號夾具名稱切削液1通用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件6.21min6.21min工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備6.21min6.21min進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時/sr/minm/smm/rmm機動輔助1粗鏜2X100孔鏜夾具，量具，鏜刀80011.50.85311810 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）機械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號零（部）圖號共 1頁產(chǎn)品名稱TJ049箱體體蓋零（部）名稱TJ049箱體體蓋第 1 頁材料牌號HT200毛坯種類鑄件毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備 注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備工 藝 裝 備工 時準(zhǔn)終單件10鑄造鑄造毛坯鑄造一砂型鑄造20熱處理退火鑄造一砂型鑄造30粗銑粗銑上端面，留1mm精加工余量。機加二銑床X52K面銑刀，專用夾具1.9mim1.9mim40精銑精銑下端面機加二銑床X52K面銑刀，專用夾具0.55min0.55min50粗銑粗銑下端面，留1mm精加工余量。機加二銑床X52K面銑刀，專用夾具1.9mim1.9mim60精銑精銑下端面機加二銑床X52K面銑刀，專用夾具0.55min0.55min70粗鏜粗鏜2X100孔機加二鏜床 TPX6113鏜刀，專用夾具 6.21min6.21min80粗鏜粗鏜2X100孔機加二鏜床 TPX6113鏜刀，專用夾具 6.21min6.21min90去毛刺去毛刺100檢驗檢驗入庫設(shè)計（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）標(biāo)記處記更改文件號簽字日期寧XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)TJ049箱體蓋孔立式鏜床夾具設(shè)計所在學(xué)院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指導(dǎo)老師 年 月 日摘 要TJ049 箱體蓋零件加工工藝及夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個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，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進(jìn)。進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進(jìn)。為了防止零件在夾緊過程中變形，保證加工過程中定位的穩(wěn)定性，則采用鉤形壓板為夾緊元件對零件底座進(jìn)行夾緊。為了保證有足夠的夾緊力，動力源裝置采用鉤形壓板。本夾具設(shè)計的優(yōu)點有：結(jié)構(gòu)簡單實用、安裝方便、易更換、造價低廉。關(guān)鍵詞：夾具，鏜孔，鉤形壓板 9目錄第1章 緒 論11.1本課題的研究內(nèi)容和意義11.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況21.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求31.4 機械加工工藝及夾具設(shè)計的發(fā)展41.4.1 發(fā)展歷史41.4.2發(fā)展現(xiàn)狀51.4.3發(fā)展趨勢6第2章 零件的分析102.1零件的形狀102.2零件的工藝分析10第3章 工藝規(guī)程設(shè)計113.1 確定毛坯的制造形式113.2定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇113.3 制定工藝路線(方案分析與比較)123.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備143.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定153.6確定切削用量及基本工時（機動時間）17第4章 鏜孔夾具設(shè)計的要求254.1 鏜孔夾具方案設(shè)計254.2夾具總體設(shè)計的要求264.3 機床夾具的組成274.4 夾具設(shè)計的基本要求284.5 本次夾具設(shè)計的基本過程294.5.1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖294.5.2 繪制夾具總裝配圖及零件圖304.6 確定夾具的類型314.7 鏜模的主要類型314.8 明確設(shè)計任務(wù)，了解零件加工工藝過程334.8.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求334.8.2 熟悉零件加工工藝過程33第5章 定位裝置設(shè)計345.1 零件定位的基本原理345.1.1 六點定位原理345.1.2 工件定位中的約束分析345.2 常用定位元件及選用355.2.1 對定位元件的基本要求355.2.2 常用定位元件的選用365.3 定位方案的確定37第6章 夾緊裝置設(shè)計396.1 夾緊裝置的組成與基本要求396.2 夾緊力的確定396.2.1 確定夾緊力的基本原則396.2.2 切削力的計算406.2.3 夾緊力的計算42第7章 對刀及引導(dǎo)裝置設(shè)計467.1 鏜套的類別467.2 鏜套的設(shè)計47第8章 夾具體的設(shè)計478.1 夾具體設(shè)計的基本要求488.2 夾具體毛坯的類型488.3 夾具體的設(shè)計498.4 鏜模板的設(shè)計51第9章經(jīng)濟性分析53總 結(jié)56致 謝58參 考 文 獻(xiàn)60第1章 緒 論1.1本課題的研究內(nèi)容和意義工裝工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)專業(yè)課知識的一次鞏固，是在進(jìn)行社會實踐之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設(shè)計和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計劃和相應(yīng)的調(diào)度計劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)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(chǎn)中，以機械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個項目編制較為詳細(xì)。機械加工工序卡片是為每個工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。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(zhì)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(shè)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(jīng)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(shù)逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務(wù)，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(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設(shè)計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)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(shù)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(nèi)。按照機床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。通過這次畢業(yè)設(shè)計，對自己所學(xué)的理論知識進(jìn)行一次綜合運用，也是對四年的學(xué)習(xí)深度的一個檢驗。在這次設(shè)計過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通過畢業(yè)設(shè)計能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備，是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生產(chǎn)設(shè)備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對各自產(chǎn)品特點的。機械加工過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關(guān)系。不僅僅是焊裝用，在機加工方面也有用，許多時候，需要裝配幾個部件并保證其定位準(zhǔn)確的時候就需要。設(shè)計工裝夾具要緊扣產(chǎn)品，因為工裝夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時無干涉現(xiàn)象、定位準(zhǔn)確、操作工操作便捷等。簡單的說，就是用于工件裝夾的工具。夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認(rèn)識到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達(dá)到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計中所確定的夾緊方式進(jìn)行夾緊力的計算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達(dá)到夾具小巧而精用的目的。同時為了減少工人的勞動強度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機構(gòu)的行程進(jìn)行設(shè)計，以期以最短的夾緊行程，達(dá)到最佳的夾緊效果。1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求通過實際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，對箱體蓋的基本結(jié)構(gòu)及作用有個大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過對金屬切削加工、金屬切削機床、機械設(shè)計與理論等相關(guān)知識充分掌握后，分析箱體蓋的加工工藝，確定箱體蓋各加工表面的加工方法，進(jìn)而形成箱體蓋的機械加工工藝路線。并能根據(jù)箱體蓋的加工工序要求，分析箱體蓋的定位方式、金屬切削加工過程中的機床工作臺驅(qū)動、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機械機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)理論知識，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個箱體蓋的加工工藝路線經(jīng)濟，工件定位方案合理，來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計。針對實際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計算問題，綜合所學(xué)的機械理論設(shè)計與方法、機械加工工藝文件編制及實施等方面的知識，設(shè)計出一套適合于實際的箱體蓋加工工藝路線，從而實現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計。為提高鏜床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動，夾具體不僅要有足夠的剛度和強度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng)，一般有H/B11.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。機械加工工藝及夾具設(shè)計是全面綜合運用有關(guān)專業(yè)課程的理論和實踐知識進(jìn)行加工工藝及夾具設(shè)計的一次重要實踐。機床夾具是在機床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并且在加工過程中保持這個位置不變。夾具不僅能保證工件的加工精度、提高加工效率，還能減輕工人的勞動強度、降低產(chǎn)品的制造成本、擴大機床的使用范圍。制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟上獲得成功的關(guān)鍵因素。機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)工生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。而機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義。1.4 機械加工工藝及夾具設(shè)計的發(fā)展1.4.1 發(fā)展歷史 從1949年以來，我國機械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一，其機械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應(yīng)用也比較少，使其加工工人勞動強度大，加工出來的產(chǎn)品也不理想。1.4.2發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)在，各工業(yè)化國家都把制造技術(shù)視為當(dāng)代科技發(fā)展為活躍的領(lǐng)域和國際間科技競爭的主戰(zhàn)場，制定了一系列振興計劃、建立世界級制造技術(shù)中心，紛紛把先進(jìn)制造技術(shù)列為國家關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。機械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。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(chǎn)品的質(zhì)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(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗。還應(yīng)保證操作者良好的勞動條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)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(jīng)驗來確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟核算。機床夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)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(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)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(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)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(xiàn)代化制造技術(shù)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(jìn)一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；6）提高機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。1.4.3發(fā)展趨勢長期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經(jīng)驗進(jìn)行的。如果由幾位工藝員各自編制同一個零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。這是因為工藝設(shè)計涉及的因素多，因果關(guān)系錯綜復(fù)雜。CAPP將是機械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設(shè)計的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣重復(fù)的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題。1夾具的發(fā)展趨勢現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個方面。（1）標(biāo)準(zhǔn)化 機床夾具的目的就在于提高生產(chǎn)效率，這樣也就必使其具有標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，而機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148T225991以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。（2）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。（3）精密化 機床夾具的精度會直接影響到零件的加工精度，而隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。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，其分度精度可達(dá)0.1；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5m。這些精密化的夾具為以后零件加工的精度提供了保證。（4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、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、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。2機械加工制造技術(shù)的發(fā)展趨勢（1）特種加工 它是指一些物理的、化學(xué)的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達(dá)分子級加工單位或原子級加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結(jié)合的復(fù)合加工有較大的發(fā)展前途。（2）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個三維實體分解為若干二維實體制造出來，再經(jīng)堆積而構(gòu)成三維實體。（3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術(shù)、微細(xì)加工和超微細(xì)加工技術(shù)、微型機械和納米技術(shù)等方面。當(dāng)前，以納米技術(shù)為代表的超精密加工技術(shù)和以微細(xì)加工為手段的微型機械技術(shù)有重要意義，它們代表了這一時期精密工程的方向。（4）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術(shù)潛力很大，如高速切削、超高速切削、強力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對加工理論的發(fā)展、加工質(zhì)量和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設(shè)備的改造和挖潛，如普通機床改造成數(shù)控機床等，對機械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。3.簡單的評述綜上，機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學(xué)。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素。現(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們?nèi)轿坏恼J(rèn)知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學(xué)習(xí)中需要我們?nèi)轿坏膶W(xué)習(xí)其各個相關(guān)領(lǐng)域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是TJ049箱體蓋零件，主要作用是起固定作用。它主要用于軸箱體之間的連接，以固定安裝需要。零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為HT200，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。TJ049箱體蓋零件主要加工表面為：1.上端面，表面粗糙度值為1.6。2. 下端面，表面粗糙度值為1.6。3. 2X100孔，表面粗糙度值為1.6。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計本TJ049箱體蓋假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺，每臺需要該零件1個，備品率為111%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據(jù)設(shè)計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和 廢品率分別取111%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)（1+)=23134115件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。3.2定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇待加工的零件是盤狀零件，孔是設(shè)計基準(zhǔn)（也是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。3.3 制定工藝路線(方案分析與比較)制定工藝路線的出發(fā)點，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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。方案一：10鑄造鑄造毛坯20熱處理退火30粗銑粗銑上端面，留1mm精加工余量。40精銑精銑下端面50粗銑粗銑下端面，留1mm精加工余量。60精銑精銑下端面70粗鏜粗鏜2X100孔80粗鏜粗鏜2X100孔90去毛刺去毛刺100檢驗檢驗入庫方案二：10鑄造鑄造毛坯20熱處理退火30粗鏜粗鏜2X100孔40粗鏜粗鏜2X100孔50粗銑粗銑上端面，留1mm精加工余量。60精銑精銑下端面70粗銑粗銑下端面，留1mm精加工余量。80精銑精銑下端面90去毛刺去毛刺100檢驗檢驗入庫方案分析：方案二把孔加工調(diào)整到加工面之前，這樣就會導(dǎo)致鏜孔的時候沒有以面為定位基準(zhǔn)，會導(dǎo)致面與孔之間沒有一定的垂直關(guān)系，會導(dǎo)致孔的偏斜。最終方案：10鑄造鑄造毛坯20熱處理退火30粗銑粗銑上端面，留1mm精加工余量。40精銑精銑下端面50粗銑粗銑下端面，留1mm精加工余量。60精銑精銑下端面70粗鏜粗鏜2X100孔80粗鏜粗鏜2X100孔90去毛刺去毛刺100檢驗檢驗入庫3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機床選用.工序30、40、50、60粗銑、精銑。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的X52K立式銑床。參考根據(jù)機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊表4.2-7。.工序70、80是鏜孔，選用TPX6113鏜床。3.4.2 選擇刀具.在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金銑刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位銑刀(GB5343.1-134,GB5343.2-134)。.鏜孔時選用高速鋼鏜刀，參考機械加工工藝手冊（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“TJ049箱體蓋” 零件材料為HT200，查機械加工工藝手冊（以后簡稱工藝手冊），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，硬度HB為1432611，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，密度=7.27.3（），計算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）輕型（零件重100kg）單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于3050，毛坯重量21202506.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。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械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序30：粗銑上端面，留1mm精加工余量。機床：銑床X52K工件材料HT200 ，鑄造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表5.8確定銑削速度 采用X52K立式銑床 ，查表3.6，取轉(zhuǎn)速 ， 故實際銑削速度當(dāng)工作臺每分鐘進(jìn)給 為由工藝手冊得工序40：精銑上端面精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473，?。焊鶕?jù)參考文獻(xiàn)3表2.481，取銑削速度每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473，取根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)3表3.174，取 實際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序50：粗銑下端面，留1mm精加工余量。機床：銑床X52K工件材料HT200 ，鑄造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表5.8確定銑削速度 采用X52K立式銑床 ，查表3.6，取轉(zhuǎn)速 ， 故實際銑削速度當(dāng)工作臺每分鐘進(jìn)給 為由工藝手冊得工序60：精銑下端面精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473，取：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481，取銑削速度每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473，取根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)3表3.174，取 實際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序70 ：粗鏜2X100孔刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：單邊余量Z=1.1mm進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.466，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.445，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.141，取實際切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：工序80 精鏜2X100孔粗加工后單邊余量Z=0.4mm，一次鏜去全部余量， ，精鏜后孔徑進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.466，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.445，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1441，取實際切削速度： 工作臺每分鐘進(jìn)給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：所以該工序總機動工時59第4章 鏜孔夾具設(shè)計的要求4.1 鏜孔夾具方案設(shè)計方案設(shè)計是夾具設(shè)計的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，要完成下列設(shè)計工作：1 研究殼體零件原始資料，明確設(shè)計要求。 擬訂鏜孔夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。 繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求。 繪制零件圖。從另外一方面來說，機床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中應(yīng)深人實際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，再進(jìn)行具體的設(shè)計。而深入生產(chǎn)實際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料：1(1)工件圖紙；詳細(xì)閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該零件在機器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。(2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準(zhǔn)面選擇的情況，可用機床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。(3)生產(chǎn)綱領(lǐng)：夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟合理。在本次畢業(yè)設(shè)計的夾具要求是中小批量生產(chǎn)的夾具設(shè)計。(4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等。夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。4.2夾具總體設(shè)計的要求1）夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。2）夾具應(yīng)達(dá)到加工生產(chǎn)率的要求。特別對于大批量生產(chǎn)中使用的夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時間和輔助時間。3）夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設(shè)置必要的防護裝置、擋屑板以及各種安全器具。4）能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學(xué)性能較好的材料。夾具的低成本設(shè)計在世界各國都以相當(dāng)重視。為此，夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產(chǎn)，則宜采用較簡單的夾具結(jié)構(gòu)。5）要適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元件，特別應(yīng)選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。6）必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。以上要求有時是互相矛盾的，故應(yīng)在全面考慮的基礎(chǔ)上，處理好主要矛盾，使之達(dá)到較好的效果。例如鏜模設(shè)計中，通常側(cè)重于生產(chǎn)率的要求。在機械加工中，在機床上用來確定工件位置并將其壓緊夾牢的工藝裝備稱為機床夾具。不僅單件小批量生產(chǎn)中需要它，成批大量生產(chǎn)更不可缺少。機床夾具是機床和工件之間的連接裝備，能使工件相對于機床和刀具獲得正確位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)率。機床夾具的性能好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，因此機床夾具設(shè)計是機械制造裝備設(shè)計中一項重要的工作，也是加工過程中最活躍的因素之一。4.3 機床夾具的組成雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。一般可以概況為一下幾個部分組成，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。1. 定位支承元件。定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。2. 夾緊裝置。夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。3. 連接定向元件。這種元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。4. 對刀元件或?qū)蛟?。這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。5. 其他裝置或元件。根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置?？磕Ｑb置、上下料裝置、工件頂出機構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其他連接元件。6. 夾具體。夾具體是夾具的基本骨架，用來配置、安裝各夾具元件，使之組成一整體。4.4 夾具設(shè)計的基本要求一個優(yōu)良的機床夾具必須滿足下列基本要求。(1) 保證工件的加工精度。保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時還需要進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，注意夾具應(yīng)有足夠的剛度，多次重復(fù)使用的夾具還應(yīng)該注意相關(guān)元件的強度和耐磨性，確保夾具能滿足工件精度要求。(2) 提高生產(chǎn)效率。專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。(3) 工藝性能好。專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理、便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等。(4) 使用性能好。專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機械化加緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應(yīng)排屑方便，必要時可設(shè)置排屑機構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。(5) 經(jīng)濟性好。專用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。4.5 本次夾具設(shè)計的基本過程4.5.1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖1. 確定工件的定位方案，根據(jù)工件定位原理選擇或者設(shè)計定位裝置，合理設(shè)置定位元件，進(jìn)行定位誤差的分析計算，定位誤差應(yīng)小于工序公差的三分之一。2. 確定刀具的對刀或引導(dǎo)方式，設(shè)計對刀及引導(dǎo)裝置。3. 確定工件的夾緊方案，合理的確定夾緊的方向和作用點，進(jìn)行夾緊力的分析計算，最后確定夾緊元件及傳動裝置的主要尺寸。4. 確定夾具其它元件(夾具體、鏜模板等)的架構(gòu)模型。5. 合理布置夾具元件，確定夾具體的形式及夾具的總體結(jié)構(gòu)。4.5.2 繪制夾具總裝配圖及零件圖1. 夾具總裝配圖應(yīng)盡量采用1：1的比例，越要時可采用1：2、1：5、2：1、5：1等比例。主視圖應(yīng)選面對操作者的工作位置。2. 總裝配圖繪制的順序是：用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位 基面，夾緊表面及加工表面(加工余量用網(wǎng)線表示)繪制在各個視圖的合理位置上，視工件為透明體，依次繪出定位、對刀導(dǎo)引、夾緊及其它元件或裝置，最后繪出夾具體，并對各零件進(jìn)行編號，填寫零件明細(xì)表和標(biāo)題欄。3. 標(biāo)注必要的尺寸、公差配合及技術(shù)要求。4. 夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件要繪制零件圖，并按總裝配圖的設(shè)計要求，確定各零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。4.6 確定夾具的類型 按使用范圍，夾具可分為通用夾具和專用夾具兩類。通用夾具適用于各種不同尺寸的零件加工，如導(dǎo)尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機床一起配套供應(yīng)的。專用夾具是專門為某一工件在某一工序進(jìn)行加工而設(shè)計的夾具，如在銑床上加工彎曲零件必須采用相應(yīng)的夾具，在壓刨上加工斜面、曲面也要采用專用夾具。4.7 鏜模的主要類型 鏜床專用夾具一般通稱為“鏜?！??？砂寸M模有無夾具體，以及夾具體是否可動，而分為下面幾類：11.固定式鏜模 這種鏜模在使用時，是被固定在鏜床工作臺。用于在立軸式鏜床上加工較大的單孔或在搖臂鏜床上加工平行孔系。如果要在立式鏜床上使用固定式鏜模加工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鏜模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鏜套中，以確定鏜模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鏜孔精度比較高。2.回轉(zhuǎn)式鏜模 回轉(zhuǎn)式鏜模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉(zhuǎn)等三種基本形式。由于回轉(zhuǎn)臺已標(biāo)準(zhǔn)化，并作為機床附件由專門廠生產(chǎn)供應(yīng)，固回轉(zhuǎn)式鏜模的設(shè)計，大多數(shù)情況是設(shè)計專用的工作夾具和標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用。3.翻轉(zhuǎn)式鏜模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉(zhuǎn)式鏜?？蓽p少工件裝夾的次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度。4.蓋板式鏜模 這種鏜模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鏜模板上。鏜模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鏜模的質(zhì)量一般不宜超過10 kg。5.滑柱式鏜模 滑柱式鏜模的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，只要根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設(shè)計制造相應(yīng)的定位、夾緊裝置和鏜套等，裝在夾具體的平臺或鏜模板上的適當(dāng)位置，就可用于加工。4.8 明確設(shè)計任務(wù)，了解零件加工工藝過程4.8.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 圖2.3 加工零件圖該零件為HT200；零件圖如上圖2.3，中批量生產(chǎn)；該工序在立式鏜床上用鏜刀加工。4.8.2 熟悉零件加工工藝過程 1.粗銑上下兩端面 2. 精銑上下兩端面3. 鏜2-100孔 4.鉆鉸各個小孔 以上銑削工序均在X52K銑床上加工，工序3在立式鏜床上加工鏜2-100孔在TPX6113。工序4在Z525立式鉆床上加工。第5章 定位裝置設(shè)計5.1 零件定位的基本原理5.1.1 六點定位原理工件定位的實質(zhì)就是要使工件在夾具中占有某個確定的位置。任何一個剛體(工件)在空間直角坐標(biāo)系內(nèi)都有六個自由度，即沿X、Y、Z軸的移動和繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)，如圖1-1所示。工件在空間的六個自由度，可用很合理布置的六個支承點來限制，使零件得到正確的位置，此即工件的六點定位原理。圖 1-1 自由度示意圖5.1.2 工件定位中的約束分析運用六點定位原理可以分析和判斷夾具中定位結(jié)構(gòu)是否正確、布局是否合理、約束條件是否滿足。根據(jù)工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類型。1. 完全定位。完全定位是指工件的六個自由度不重復(fù)地被全部約束的定位。當(dāng)工件在X、Y、Z三個坐標(biāo)方向均有尺寸要求或位置精度要求時，一般采用這種定位方式。2. 不完全定位。根據(jù)工件的加工要求，有時并不需要約束工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。工件在定位時應(yīng)該約束的自由度數(shù)目應(yīng)由工序的加工要求而定，不影響加工精度的自由度可以不加約束。3. 欠約束。根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該約束的自由度沒有完全被約束的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求，因此，在確定工件在夾具中的定位方案時，決不允許有欠定位的現(xiàn)象產(chǎn)生。4. 過定位。夾具上的兩個或兩個以上的定位元件重復(fù)約束同一個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。消除或減少過定位引起的干涉，一般有兩種方法：一是改變定位元件的結(jié)構(gòu)；二是控制或者提高工件定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。5.2 常用定位元件及選用工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次則是選擇合適的定位元件。工件定位時，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副。5.2.1 對定位元件的基本要求1. 限位基面應(yīng)有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。2. 限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和摩擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性較好，以保證夾具的使用壽命和定位精度。3. 支承元件應(yīng)有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中，受工作重力、加緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強度，避免使用中的變形和損壞。4. 定位元件應(yīng)有較好的工藝性。5. 定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。5.2.2 常用定位元件的選用1. 工件以平面定位(1) 以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時，選用平頭支承釘；以粗糙不平的基準(zhǔn)面或毛皮面定位時，選用圓頭支承釘側(cè)面定位時，可選用網(wǎng)狀支承釘。(2) 以面積較大、平面精度較高的基準(zhǔn)平面定位時，選用支承板定位元件；用于側(cè)面定位時，可選用帶斜槽的支承板；通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利于清除切屑。(3) 以毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時，選用自位支承作定位元件。但需注意，自位支承雖有兩個或三個支承點，由于自位和浮動作用只能作為一個支承點。(4) 以毛坯面作基準(zhǔn)平面，可選用調(diào)節(jié)支承作為定位元件。(5) 當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時，可選用更輔助支承作輔助定位元件。2. 工件以外圓柱定位(1) 當(dāng)工件的對稱度要求較高時，可選用V形塊定位。(2) 當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(一般不低于IT8)，可選用定位套或半圓形定位座定位。3. 工件以內(nèi)孔定位(1) 工件上定位內(nèi)孔較小時，常選用定位銷作為定位元件。(2) 在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于加緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時，常以孔和端面聯(lián)合定位。本次設(shè)計中，平面的定位采用帶斜槽的支承板，內(nèi)孔的定位采用定位銷。5.3 定位方案的確定根據(jù)所加工的工件尺寸為形狀是矩形即箱體類零件可以初步確定采用一面三支撐釘定位，又因為零件體積比較大不便于裝卸和搬運，因此在工件安裝后采取推入式將工件送到指定位置，綜合考慮工件在加工過程中的穩(wěn)定性等其它因素最終確定采取一面兩孔定位。一面則采用五個支承板(圖2-1)來代替以限制工件的三個自由度，兩孔則用兩個短銷，為防止出現(xiàn)過定位現(xiàn)象其中一個用削邊銷（本設(shè)計用的是菱形削邊銷），為更好的限制工件轉(zhuǎn)動，兩銷在空間的位置為斜對角布置，并且削邊的方向要與兩銷中心的連線互相垂直，如圖2-2所示：圖 2-1 支承板在組合機床及其自動線上，為裝卸方便，通常兩個定位銷不是固定不動的，而是活動的可以伸縮的，但是該工件外形尺寸比較大，裝卸不易。為了能更好的便于裝卸，在本次設(shè)計中對工件的裝卸以及定位運用了導(dǎo)軌運輸?shù)姆绞?，即支承板和兩個定位銷釘安裝在推板上，零件定位后推動推板使之達(dá)到正確位置第6章 夾緊裝置設(shè)計在機械加工過程中，零件會受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的加緊裝置將零件可靠地夾牢。6.1 夾緊裝置的組成與基本要求夾緊裝置一般由動力源裝置、中間傳力裝置機構(gòu)、夾緊元件與夾緊機構(gòu)所組成。設(shè)計夾緊裝置時，一般應(yīng)滿足一下基本要求：1. 夾緊過程中不改變工件定位時所占據(jù)的正確位置。2. 夾緊力大小適當(dāng)，既要保證加工過程中工件不會產(chǎn)生位移和移動，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形和損傷。3. 夾緊裝置的自動化程度，應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。4. 結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強度；工藝性好便于制造與維修。5. 使用性能好，操作方便、省力、安全可靠。6.2 夾緊力的確定6.2.1 確定夾緊力的基本原則設(shè)計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。1. 夾緊力的方向(1) 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。(2) 夾緊力的方向應(yīng)有利于減少夾緊力，以減少工件的變形、減輕勞動強度。(3) 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。2. 夾緊力的作用點(1) 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點與支承點對應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。(2) 夾緊力的作用點應(yīng)選在工件剛性較好的部位。(3) 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止零件產(chǎn)生振動和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。3. 夾緊力的大小夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、加緊可靠，確定加緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。6.2.2 切削力的計算查簡明機床夾具設(shè)計手冊可得，切削力的計算公式為：圓周分力 (3-1)徑向分力 (3-2)軸向分力 (3-3)式中 ：背吃刀量，mm，在切斷、割槽和成形車削時，指切削刃的長度 f：每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，mm ：修正系數(shù) ：考慮工件材料力學(xué)性能的系數(shù) ：考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)則；=2mm，f=0.25mm在本次工序中采用硬質(zhì)合金刀具對工件進(jìn)行加工，其刀具的相關(guān)參數(shù)為：主偏角=30，前角=10，刃傾角=5。查簡明機床夾具設(shè)計手冊得，=1.10，=1.08，=1.0，=1.0。則 =1.101.081.01.0=1.188將以上數(shù)據(jù)代入公式(3-1)得：圓周分力=90221.188=757.7N查簡明機床夾具設(shè)計手冊得，=1.10，=1.30，=1.0，=1.25。則 =1.101.301.01.25=1.79將以上數(shù)據(jù)代入公式(3-2)得：徑向分力=5300.251.79=625.9N查簡明機床夾具設(shè)計手冊得，=1.10，=0.78，=1.0，=0.85。則 =1.100.781.00.85=0.73將以上數(shù)據(jù)代入公式(3-3)得：軸向分力=45120.73=378.2N6.2.3 夾緊力的計算為了防止工件在受到夾緊力時產(chǎn)生變形，本次設(shè)計采用鉤形壓板對箱體底座進(jìn)行夾緊，這樣可以避免因夾緊力過大而使工件變形。查機床夾具設(shè)計手冊，鉤形壓板的計算公式為： (3-4)式中 ：實際所需夾緊力，N ：夾壓點到軸心線的距離，mm ：鉤形壓板的導(dǎo)向長度，mm ：摩擦系數(shù)0.10.15 ：彈簧作用力，N由于本次設(shè)計工件的定位方式為一面兩銷，查機床夾具設(shè)計手冊，為防止工件在切削力F作用下移動所需的加緊力為： (3-5)式中 ：圓柱銷允許承受的部分切屑力對精加工：；對粗加工： ：摩擦系數(shù)，見表3-1 ：安全系數(shù)，其中為各種因素的安全系數(shù)，見表3-2及表3-3。表 3-1 摩擦系數(shù)摩 擦 系 數(shù)工件為加工過的表面0.16工件為未加工過的毛坯表面（鑄、鍛件），固定支承為球面0.20.25夾緊元件和支承表面有齒紋，并在較大的相互作用力下工作0.70用卡盤或彈簧夾頭夾緊，其夾爪為：光滑表面溝槽與切削力方向一直溝槽相互垂直齒紋表面0.160.180.300.400.400.500.701.0表 3-2 安全系數(shù)的數(shù)值符號考慮因素系數(shù)值考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)1.21.5加工性質(zhì)粗加工1.2精加工1.0刀具鈍化程度（詳見表3-2）1.01.9切削特點連續(xù)加工1.0斷續(xù)加工1.2加緊力的穩(wěn)定性手動夾緊1.3機動夾緊1.0續(xù)表3-2符號考慮因素系數(shù)值手動加緊時的手柄位置操作方便1.0操作不便1.2僅有力矩作用于工件時與支承面接觸情況接觸點穩(wěn)定1.0接觸點不穩(wěn)定