CA6140車床撥叉[831006] 加工工藝及銑φ40端面夾具設計【含高清CAD圖紙和文檔】[更新]

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2.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定7 2.5確定切削用量及基本工時103.專用夾具設計.23 3.1機床夾具介紹23 3.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向23 3.3機床夾具的定位及夾緊23 3.4工件的裝夾方式25 3.5基準及其分類26 3.6工件的定位26 3.7工件的夾緊27 3.8夾具的設計274.課程設計小結.285.附表 機械加工工藝過程卡.296.參考文獻.29機械制造工藝學課程設計任務書題目：設計CA6140車床撥叉（831006）零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內容：1.機械加工工藝卡片 1套2.毛坯圖 1張3.零件圖 1張4.夾具總裝圖 1張5.夾具零件圖 1張6.課程設計設計說明書 1份班級：07機械10班 學生姓名： 指導教師：2011年1月10日課程設計說明書一 序言 本次課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 這次課程設計是我在畢業(yè)前對之前學過的知識的一次綜合演練，我得到以下幾方面的鍛煉： 運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位，加緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題喝解決問題的能力。1、零件的分析1.1零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的25孔與操縱機構相連，55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1小頭孔25mm，精度要求為IT7到IT8之間。2大頭半圓孔及其端面，圓孔的精度是在IT12 到IT13之間，端面的精度要求也是IT12 到IT13，并且兩端對小孔的中心線有一定的垂直度要求。3右端面距小孔中心線23mm 168槽，同樣槽也對小孔有一定的垂直度要求。440外圓斜面；5大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm，槽端面與小頭孔中心顯得垂直度誤差為0.08m。由上面分析可知，工件的毛坯可以一起鑄造成對的形狀，這樣對于大孔的兩端面的位置度保證有一定的好處，由于加工原則是“先面后孔，先粗后精，先主后次，先基準后其他”，可以粗加工撥叉底面，然后可以作為粗基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的精度精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求才采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2、工藝規(guī)程的設計2.1確定毛坯的制造形式已知此撥叉零件的生產類型為中批量生產，零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，股采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。這對提高生產率、保證加工質量也是有利的。2.2 基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產無法正常進行。1） 粗基準的選擇按有關基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準。對本零件而言，則應以零件的底面為主要的定位粗基準。2） 精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則。對本零件而言，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm，槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08mm，則應以25小頭孔為精基準。3） 注意要求由于是先加工大孔的兩個面，在以此作為基準加工孔，因此，在加工孔的時候要以此兩個面為基準加工，所以對于定位有著嚴格的要求！2.3制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能達到合理的保證。在生產綱領已確定為大批量生產的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1工藝路線方案一 工序1：實效處理 工序2：粗銑55mm孔德兩端面 工序3：銑40mm外圓端面 工序4：鏜55mm孔 工序5：加工25mm小頭孔 工序6：切斷 工序7: 銑切斷面 工序8： 銑3040端面 工序9： 銑816槽工序 工序10：銑40mm外圓斜面 工序11：去毛刺 工序12： 終檢 工序13：清洗2工藝路線方案二 工序1：實效處理 工序2：粗銑55mm孔德兩端面 工序3：銑40mm外圓端面 工序4：鏜55mm孔 工序5：加工25mm小頭孔 工序6：中檢 工序7: 銑3040端面 工序8：銑816槽 工序9：切斷 工序10：銑切斷面 工序11：銑40mm外圓斜面 工序12：去毛刺 工序13：終檢 工序14：清洗3工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一是先加工55mm圓與兩端面，然后加工小孔并進行中檢，為后續(xù)加工提供保證，并利用了兩個合鑄的優(yōu)勢，提高了工作效率；方案二是先加工55圓與兩端面，40mm外圓端面，然后切開，在分別加工，方便了后續(xù)工序的裝夾。綜合兩種方案最后可以將工序定為方案二。2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定計算說明 主要結果1、零件材料HT200，硬度170220HBS，毛坯重量為2.4kg。生產類型為 材料HT200中批量生產，采用金屬模鑄造毛坯。 硬度170220H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、 重量為2.4kg工序尺寸及毛坯尺寸如下：1） 75mm大圓外端面的加工余量及公差（|計算長度為12-0.06 -0.18mm，） 計算長度為考慮其加工精度及表面粗糙度，要求粗銑及半精銑即滿足要求。 12-0.06 -0.18mm 查機械加工工藝手冊（以下簡稱工藝手冊）表2.2-5，得成批和大量生產鑄造精度等級CT7MAF。 精度等級CT7MAF查表2.2-4，加工單邊余量數(shù)值為Z=2.0mm Z=2.0mm查表2.2-1，鑄件的公差數(shù)值為0.78mm 公差數(shù)值0.78mm2）查機械加工工藝實用手冊表8-33，半精銑切削余量單邊為 單邊為0.7mm0.7mm，銑削公差即零件公差0.12mm。 零件公差0.12mm3）粗銑余量，粗銑單邊余量為Z=1.3,銑削公差規(guī)定本工序的加工精 Z=1.3mm度為IT12，因此可以知道本工序的加工尺寸偏差是-0.08. 精度為IT12由于毛坯及以后各刀工序的加工都有加工誤差，因此所規(guī)定的加工余量只 尺寸偏差-0.18是名義上的加工余量，實際上的加工余量有最大和最小之分。由于本設計規(guī)定的零件為成批生產，應采用調整法加工，因此在計算最大，最小加工余量時，應按時調整加工方法加工方式予以確定. 毛坯尺寸為160.78mm， 毛坯尺寸為 粗銑后尺寸13.40 -0.11mm 160.78mm 半精銑后尺寸12-0.06 -0.018mm 粗銑后尺寸 由于40mm圓柱的上端面公差未注所以只需粗銑就可以達到要求。 13.40 -0.11mm 半精銑后尺寸 12-0.06 -0.018mm 2、孔55+0.4 -0mm的精度要求介于IT12IT13之間表面粗糙度為ra3.2機械制造技術基礎表5-3可得應進行粗膛半精膛。參照工藝手冊表2.2-4可Z=1.5由機械加工工藝實用手冊得半精鏜加工余量為2Z=1，粗鏜為2z=2。粗鏜精度等級為13級。 鑄孔：52mm 粗鏜：54 +0.46 0 mm 2Z=2 半精鏜：55+0.4 -0mm 2Z=13、孔25+0.023 -0 mm由幾何精度測量表1-1的精度要求介于IT7-IT8之間表面 粗糙度為Ra3.2 機械制造技術基礎表5-2可得應進行鉆孔、擴孔、粗鉸孔、 精鉸孔。參照工藝手冊表2.3-8 鉆孔：23mm 擴孔：24.8mm 2Z=1.8 粗鉸：24.94mm 2Z=0.14 精鉸：25+0.023 0mm 2Z=0.064、銑右端面，由幾何精度測量表1-1精度要求介于IT12-IT13，表面粗糙度 a3.2機械制造基礎表5-2可得應進行粗銑、半精銑。參照工藝手冊表 2.2-1加工余量Z=2mm。由機械加工工藝實用手冊表8-33半精銑余量單邊 為0.7mm，銑削公差為零件公差粗銑余量為Z=1.3mm，粗銑公差為IT13。偏差 為-0.33。 毛坯尺寸為25+ -0.39mm 粗銑后尺寸23.70 -0.33 mm 半精銑后尺寸23-0 -0.3 mm5、銑側面凹槽16+0.12 -0 mm表面粗糙度Ra3.2、Ra6.3機械制造技術基礎5-6可知 應進行粗銑、半精銑。由機械加工工藝實用手冊表8-32半精銑加工余量為 3mm，半邊加工余量為1.5，粗加工精度為IT13。 粗銑尺寸3mm 半精銑尺寸16+0.12 -0 mm6、切斷，選擇寬度為2mm的切斷銑刀，查機械加工工藝實用手冊表5-6，由 表面粗糙度Ra6.4還應進行半精銑7、40mm的外圓柱面Ra6.3公差未注，機械制造技術基礎5-6，粗銑即可。半精鏜加工余量：2Z=1粗鏜：2Z=2鑄孔：52mm粗鏜：54 +0.46 0 mm半精鏜:55+0.4 -0mm鉆孔：23mm擴孔：24.8mm 2Z=1.8粗鉸：24.94mm 2Z=0.14精鉸：25+0.023 0mm 2Z=0.06精銑余量0.7mm粗銑余量Z=1.3mm粗銑公差IT13偏差-0.33毛坯25+ -0.39mm粗銑后尺寸23.70 -0.33 mm半精銑加工余量:3mm 半邊加工余量為1.5 粗加工精度為IT13 粗細尺寸13mm半精銑16+0.12 -0 mm2.5確定切削用量及基本工時2.5.1工序：時效處理在自然條件下，放置半年以上。2.52工序：粗銑75mm兩端面1、粗銑兩端面 保證尺寸13.4+0 -0.1mm，由工藝手冊表4.2-35選擇銑床X53T。1） 進給量查金屬切削手冊表9-12粗銑沒齒進給量fz為0.3mm/z。由金屬切削手冊表9-7此工序采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀直徑為dw=80mm，齒數(shù)z=10。2） 銑削速度查金屬切削手冊表9-12切削速度v=16m/min。主軸速度ns=63.7（r/min）先采用x53t立式銑床，根據(jù)機床使用說明書查工藝手冊表4.2-36，取nw=56r/min故實際切削速度為;V=14.4(m/min)當Dw=56（r/min）工作臺每分鐘進給量Fm應為Fm=fzZnw=0.31056=168mm/min查機床說明書工藝手冊表4.2-37，fm=160mm/min 故選用160 mm/min切削工時，由于是粗銑，故整個銑刀盤不必銑整個工件。利用作圖法，可得出行程。查工藝手冊表9.4-31，切削工時計算公式： Tm=(75+5)2/160 =0.94min所以Tm=1min2.5.3工序III：半精銑75孔兩端面，保證尺寸12-0.06 -0.181、進給量 、 查機械加工工藝手冊表15-54，取f=0.15mm/r2、切削速度 根據(jù)金屬切削手冊表9-14，確定v=20m/mm采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀刀具直徑dw=80mm，齒數(shù)z=10 則ns=100020/80=79.6（r/min） 查工藝手冊表4.2-36，取nw=71r/min 故實際切削速度為 V= =8071/1000 =17.8m/min 當nw=71r/min時，每分鐘進給量fm=1.571=106.5mm/min 查工藝手冊表4.2-31取fm=110 mm/min 3、切削工時，半精銑，整個銑刀銑過整個平面。 利用作圖法可得出行程 Tm= =（75+80+6）2/110 =2.8min 所以：tm=2.8min2.5.4 工序IV:粗銑40上端面，保證尺寸801、進給量 查金屬切削手冊表9-12，取f z=0.3mm2、切削速度 查金屬切削手冊表9-12，取v=16m/min 采用套式面銑刀，刀具直徑d w=63mm，齒數(shù)z=10查金屬切削手冊表9-7則n s=100016/63=80.1 r/min查工藝手冊表4.2-36取n w =71r/min 當n w =71r/min時，工作臺每分鐘進給量fm應為 fm=f z*z*n w =0.31071213mm/min查工藝手冊表4.2-37，取fm=225mm/min 3、切削工時，粗銑整個銑刀需過整個平面。 t m = (63233225 0.58min 所以：t m=0.58(min)2.5.5 工序 V：粗鏜，半精鏜55+0.4 0mm查工藝手冊表 4.2-19，選用機床T68 6.5Kw1、 粗鏜54mm,單邊余量為Z=0.5mm 一次鏜去全部余量ap=1mm查工藝手冊表4.2-20，進給量f=0.28mm/r根據(jù)相關手冊確定機床切削速度v=30m/minn w = =10003055=174rmin 查工藝手冊表4.2-20，取n w=160rmin2、 切削工時L=12mm，l1=4mm，l2=3mmTm= = (12+4+3 ) (1740.28 =0.39min 所以tm=0.39min3、 半精鏜孔至55+0.4 0 mm，由于半精鏜和粗鏜公用一個鏜桿，故切削量及工時均與粗鏜相同。 所以：Ap=0.5mmF=0.28mmNw=160rminV=30mminT=0.39min256工序VI：鉆、擴、鉸25+0.023 0mm1、鉆孔23mm選擇鉆床Z525，確定進給量根據(jù)工藝手冊表4.2-16，取進給量f=0.36mmr查金屬切削手冊表7-9，切削速度取v=29.5mmmin所以Ns= =100029.523 =408rmin根據(jù)機床說明書，查工藝手冊表4.2-15取nw=392rmin故實際切削速度為V=233921000=28.3mmin切削工時L=78mm，l1=9mm， l2=3mmTm= =78933920.36 =0.64min 2、擴孔到24.8mm專用擴孔鉆查工藝手冊表4.2-16進給量f=0.62mm/r機床主軸轉速取n=97r/min切削速度v=7.6m/min機動工時，L=78mm L1=6mm L2=3mmTm= =（78+6+3）/（97 0.62） =1.45min 所以tm=1.45min3、粗鉸孔至24.94mm查金屬切削手冊表7-40和工藝手冊表4.2-16確定進給量F=0.62mm/r 機床的主軸轉速取n=97 r/min切削速度為v=7.6m/min機動工時L=78mm L1=3mm L2=3mmTm= =（78+3+3）/(97 62) =1.4min所以tm =1.4min4、 精鉸孔至25+0.023 0查工藝手冊表4.2-16確定進給量f=0.81mm/r機床主軸轉速取n=97r /min切削速度v=7.6 m/min機動工時 L=78mm L1=3mm L2=3mm Tm= =（78+3+3）/(970.81) =1.1mm 所以tm=.1mm2.5.7工序XII：粗、半精銑右端面保證尺寸230 -0.3 mm1、 粗銑至230 -0.3 mm查工藝手冊表4.2-38，選擇機床X62查金屬切削手冊表9-14取v=16mm/min查金屬切削手冊9-7選取套式面銑刀銑刀直徑dw=63mm，齒數(shù)z=10則Ns= =100016/63 =80.1r/min 查工藝手冊表4.2-39 取nw=75r/min 故實際切削速度 V= =6375/1000 =14.8r/min 當nw=75r/min時， 工作臺每分鐘進給量fm應為 Fm=fzZnw=0.41075=300mm/min 查工藝手冊表4.2-40，取fm=300mm/min 切削工時，Tm= =（40+3+63+3）/300 =0.36min 所以tm=0.36min2、 半精銑、保證尺寸230 -0.3查機械加工工藝實用手冊表15-54，每轉進給量f=1.5mm/r查金屬切削手冊表9-14,9-7確定切削速度v=20m/min刀具直徑dw=63mm，z=10則Ns= =100020/63=101.1 r/min查工藝手冊表4.2-39取nw=95r/min故實際切削速度V= =9563/1000=18.8m/min選擇銑床X53T fz=0.3mm/zdw=80mmz=10切削速度V=16m/minns=63.7r/minX53T立式銑床V=14.1 m/minFm=168mm/minfm=160mm/minTm=1minf=0.15mm/rv=20m/mmdw=80mmz=10ns=79.6r/minnw=71r/min v=17.8m/minfm=106.5mm/min fm=110 mm/mintm=2.8minf z=0.3mmv=16m/mind w=63mmz=10n s=80.1 r/minfm=225mm/mint m=0.58(min)選用機床T68 6.5Kw單邊余量為Z=0.5mmf=0.28mm/rv=30m/minn w=174rmin取n w=160rmin所以tm=0.39minAp=0.5mmF=0.28mmNw=160rminV=30mminT=0.39min鉆床Z525f=0.36mmrv=29.5mmminNs=408rminV=28.3mminTm=0.64minf=0.62mm/rn=97r/minv=7.6m/mintm=1.45minF=0.62mm/rn=97 r/minv=7.6m/mintm =1.4minf=0.81mm/rn=97r /minv=7.6 m/mintm=1.1mm選擇機床X62v=16mm/min選取套式面銑刀dw=63mmz=10ns=80.1r/minnw=75r/minfm=300mm/minTm=0.36minf=1.5mm/rv=20m/mindw=63mmz=10ns=101.1 r/minnw=95r/minv=18.8m/min當n w=95時，工作臺每分鐘進給量fm應為Fm=f zZn w =1.595 =142.5mm/min查工藝手冊表4.2-40，取fm=150mm/min切削工時，Tm=（40+63+3+3）/150=0.72min所以tm=0.72min 2.5.8 工序VIII： 銑槽1、粗銑 由金屬切削手冊表9-7選擇X53T機床 故用三面刃銑刀，直徑dw=80mm，寬14mm，齒數(shù)z=14 查金屬切削手冊表9-12,9-14 每齒進給量fz=0.3mm 切削速度v=16m/min 則Ns= =100016/80 =63.7r/min根據(jù)工藝手冊表4.2-36取nw=71r/min 故實際切削速度為 V= =8071/1000 =17.8m/min 當n=71r/min時，工作臺每分鐘進給量是 Fm=fzZnw 0.3.1471=298.2mm 查工藝手冊表4.2-37取fm=315mm/min 切削工時，Tm= =（40+80+6+3）/315 =0.41min所以tm=0.41min 2、半精銑 查金屬切削手冊表9-7 選用錯齒三面銑刀，直徑dw=80mm，寬16mm，齒數(shù)z=14 查金屬切削手冊表9-12,9-14 每齒進給量fz=0.2mm 切削速度v=20m/min則 Ns= =100020/80 =79.6r/min 根據(jù)工藝手冊表4.2-36取nw=71r/min 故實際切削速度 V= =8071/1000 =17.8m/min 當n=71r/min時，工作臺每分鐘進給量是 Fm=fzZnw =021471 198.8mm 查工藝手冊表4.2-37 取fm=220mm/min 切削工時 Tm= =（40+80+60+3）/220 =0.57min 所以tm=0.57min2.5.9 工序IX：切斷 選用機床X62 選用細齒鋸片銑刀，直徑dw=100mm，寬度2mm，齒數(shù)z=40 查金屬切削手冊表9-13,9-14 每齒進給量fz=0.02mm 切削速度v=20m/min 則Ns= =100020/100 =63.7r/min根據(jù)工藝手冊表4.2-39，取nw=60r/min故實際切削速度 V=10060/1000=18.8m/min工作臺每分鐘進給量Fm=fzZnw =0.024060 =48mm/min查工藝手冊表4.2-40 取fm=47.5mm/min切削工時 Tm= =（75+10+10）/47.5 =2min 所以tm =2min 2.5.10 工序X：半精銑切斷面 選用機床X62 查金屬切削手冊表9-7，選用套式面銑刀，直徑dw=63mm， Z=10 查機械加工工藝實用手冊表15-54Fm=142.5mm/minfm=150mm/mintm=0.72min選擇X53T機床dw=80mm寬14mm齒數(shù)z=14fz=0.3mmv=16m/minns=63.7r/minnw=71r/minv=17.8m/minfm=298.2mm取315mm/mintm=0.41min dw=80mm寬16mm齒數(shù)z=14fz=0.2mmv=20m/minns=79.6r/minnw=71r/minv=17.8m/minfm=220mm/mintm=0.57min選用機床X62dw=100mm寬度2mmz=40fz=0.02mmv=20m/minns=63.7r/minnw=60r/minv=18.8m/minfm=48mm/min取fm=47.5mm/mintm =2min選用機床X62dw=63mmZ=10 每轉進給量fm=1.5mmr 查金屬切削手冊表9-14 切削速度v=20mmmin 則n s = =10002063 =101.1rmin 查工藝手冊表4.2-39 取nw=95rmin 故實際切削速度 V= =(63951000 =18.8mmin 當nw=95時，工作臺每分鐘進給量fm應為fm=1.5nw =1.595 =142.5mmmin 查工藝手冊表4.2-40取fm=150 mmmin切削工時，Tm=756333150=0.96所以tm=0.962.5.11 工序XI銑40mm圓柱外端面 選用機床X53T 選用粗齒錐柄立銑刀，直徑dw=40mm，齒數(shù)Z=4 查金屬切削手冊表9-12 每齒進給量fz=0.3mm查金屬切削手冊表9-14切削速度v=20mmmin則Ns= =10002040 =159.2rmin 查工藝手冊表4.2-36 Ns= =401801000 =22.6mmin當nw=180rmin時，工作臺每分鐘進給量fm應為Fm=fznw =0.34180 =216mmmin查工藝手冊表4.2-37 取fm=220mmmin切削時，tm= =214036220 =0.32min 所以tm=0.32minfm=1.5mmrv=20mmminnw=95rmin取fm=150 mmmintm=0.96Ns=22.6mminfm=220mmmintm=0.32min3. 專用夾具設計3.1 機床夾具介紹夾具至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期，機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，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技術的進步及社會生產力的提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。夾具的現(xiàn)狀和生產對其提出新的要求。夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛的運用于機械加工，檢測和裝備等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，從而降低生產成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確的設計和合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少的重要手段?，F(xiàn)代生產對夾具提出了如下新的要求：1.能迅速方便的裝備新產品的投產以縮短生產準備周期。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機床。4.適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型技術。5.采用液壓泵站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率。3.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面。3.3 機床夾具的定位及夾緊3.3.1 概述在機械制造中，用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，以接受施工或檢測的裝置。機床夾具的概念：在機床加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位，定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。3.3.2 機床夾具的組成1.機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）夾緊裝置該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工過程中正確位置不變。3）夾具體夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件構成一個整體。2.機床夾具的其它特殊元件或裝置1）連接元件根據(jù)機床的特點，夾具在機床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機床上的位置。如機床夾具所具有的過渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。2）對刀元件常用在普通銑床夾具中，用對刀塊調整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀塊直接接觸，而用塞尺進行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀塊工作表面。3）導向元件常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導刀具加工中的正確位置。4）其它元件或裝置根據(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、預出器個平衡塊等。這些元件或裝置需要專門設計。3.3.3 機床夾具的分類根據(jù)機床夾具的通用化程度，可將夾具分為以下幾種：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某一種工件的某道工序專門設計的夾具。所以結構緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常使用廠根據(jù)要求自行設計與制造。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，并且可以減輕勞動強度，節(jié)省工時，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴大機床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個工件某道工序的加工需要而專門設計的，所以它的適用范圍較窄。此外，專用夾具的設計制造周期較長。當產品更換時，往往因無法在使用而報廢，因此，專用夾具主要適用于產品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產。3.3.4 機床夾具在機械加工中的作用夾具是機械加工中的一種工藝裝備，它在生產中起的作用很大，所以在機械加工中的應用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用：1.保證工件的加工精度由于采用夾具安裝，可以準確的確定工件與機床、刀具之間的相互位置，所以在機械加工中，可以保證工件各個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.提高勞動生產率和降低加工成本采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費的時間，因此可以縮短輔助時間。另外，采用夾具裝夾或產品質量穩(wěn)定，對操作工人的技術水平的要求可以降低，有利于提高生產率和降低成本。3.擴大機床工藝范圍和改變機床用途使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。這是在生產條件有限的常用的一種技術改造措施。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工，以充分發(fā)揮通用機床的作用。4.改善勞動條件和保證生產安全使用專用機床夾具可減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，保證安全生產。3.4 工件的裝夾方式工件在機床上的裝夾方式有以下三種：1.直接找正法在機床上根據(jù)工件上有關基準直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。直接找正法的定位精度和工作效率，取決于被找工件表面的精度，找正方法和所用工具及工人的技術水平。此法一半多用于單件小批量生產和精度要求特別高的場合。2.劃線找正法在機床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。3.用夾具裝夾即通過夾具上的定位元件使工件相對于刀具及機床獲得正確位置的方法。此法由于使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產。上述裝夾工件的方法有以下幾個特點：工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準與家具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。由于夾具預先在機床上以調整好位置（也有在加工過程中再進行找正的），因此，工件通過夾具相對于機床也就有了正確的位置。通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。3.5基準及其分類及其零件是由若干個表面加工組成的。這些表面之間的相對位置關系包括兩方面的要求：表面間的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關系，是離不開基準的。不明確基準就無法確定表面的位置?；鶞适怯脕泶_定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。1.設計基準在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。2.工藝基準零件在加工過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。1)裝配基準裝配時用以確定零件在部件或產品中的位置基準，稱為裝配基準。2)測量基準測量時用以檢驗已加工表面尺寸位置的基準，稱為測量基準。3)工序基準在加工工序中，用以確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。4)定位基準工件定位時所才采用的基準，稱為定位基準。需要說明的是，作為基準的點、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等。它們是有具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準的表面稱為定位基準。3.6工件的定位工件裝夾在機床上必須使工件相對于刀具和機床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位，夾具在機床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調整等工作過程。在使用夾具的情況下，就要使機床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置，顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。六點定位原則定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點限制工件的一個自由度，用合理設置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具上的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則”。3.7 工件的夾緊3.8夾具的設計對機床專用夾具的基本要求可總括為以下幾個方面：穩(wěn)定的保證工件的加工精度1)提高機械加工的勞動生產率2)結構簡單，有良好的結構工藝性和勞動條件3)應能夠降低工件的制造成本4)適當提高夾具元件的通用化和標準化程度，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本1.定位基準的選擇本夾具用于在立式銑床上加工40外圓端面，工件以底面為定位基準，用支承板和支承釘定位。為了縮短輔助時間，采用螺旋壓板機構夾緊工件。2.切削力及夾緊力的計算刀具：套式面銑刀 1)切削力2)本步加工可按銑削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠地卡緊查機床夾具設計手冊表17-6，得銑削切削力計算公式：軸向力Fi=CfdMf 0fyMkF式中F切削力f進給量，3mmd銑刀直徑，40mmkF修正系數(shù)，由工藝師手冊表17-17可知kF=()0.6故經計算可知：kF=1.16所以：Fi=CfdMf 0fyMkF=420231.00.360.81.0=491.8N夾緊力查機床夾具設計手冊表17-20，查得銑削平面時所需夾緊力計算公式：3.卡緊力為F=983.6N4.取系數(shù)S1=1.5 S2=S3=S4=1.15.則實際卡緊力為F，=S1*S2*S3*S4*F=1963.75N6.使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠地卡緊力。7.定位誤差的分析本夾具以大孔的端面為定位基準，用支撐板和支承釘定位，所以底面和側面要有一定的輔助支撐。4. 課程設計小結 通過這次課程設計，我有了很大的收獲學到了很多的東西，本次課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、專業(yè)課后進行的 這是我們即將離開學校走上工作崗位之前對所學各科進行的一次全面的、深入的、綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，是我們在走上工作崗位前一次極好的學習機會，因此它在即將結束的四年大學生活中占有極重要的地位。 對我而言，通過這次課程設計對自己在大學中所學的知識進行一次良好的回顧，并在此基礎上有所提高，對自己將來從事的工作進行一次適應性的訓練，無論是機械結構設計、零件加工工藝還是cad畫圖能力都得到了大大的鞏固和提高，從而鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、思考問題解決問題的能力，并培養(yǎng)認真、嚴謹?shù)膶I(yè)精神。 由于個人能力有限，設計尚有諸多不足之處懇請老師指點，在此不勝感激。5.參考文獻1孫麗媛主編.機械制造工藝及專用夾具設計指導.北京：冶金工業(yè)出版社，20022楊叔子主編.機械加工工藝手冊.北京：機械工業(yè)出版社，20013李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，19944孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，19995機床夾具設計手冊.北京：中國科學技術出版社6趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書. 北京：機械工業(yè)出版社，20007劉守勇主編.機械制造工業(yè)與機床夾具. 北京：機械工業(yè)出版社，20008田春霞主編.數(shù)控加工工藝. 北京：機械工業(yè)出版社，20069吳拓、方瓊珊主編.機械制造工藝與機床夾具課程設計指導書. 北京：機械工業(yè)出版社，200529