KCSJ-02套筒座零件的機械加工工藝規(guī)程課程設計說明書【車50孔夾具】

目錄1. 引言22. 課程設計的目的23. 零件的工藝分析33.1. 零件結構及工藝性分析33.2. 零件技術要求分析33.3. 工藝過程設計所應采取的措施34. 毛坯的選擇44.1. 毛坯制造形式的選擇44.2. 毛坯尺寸的確定45. 零件機械加工工藝路線55.1. 定位基準的選擇55.1.1. 粗基準的選擇55.2. 工藝路線的選擇65.2.1. 加工方法選擇及加工階段的劃分65.2.2. 工藝路線的擬定75.3. 加工余量及工序尺寸確定95.3.1. 套筒座支承孔的加工余量及工序尺寸的確定95.3.2. 底面A的加工余量及工序尺寸的確定115.3.3. 工藝孔的加工余量及工序尺寸的確定125.4. 其他加工表面的加工余量確定135.5. 切削用量的確定135.6. 工序040切削用量的確定135.7. 工序050切削用量的確定145.7.1. 工序060切削用量的確定145.8. 時間定額的確定145.8.1. 工序040時間定額的確定155.8.2. 工序050時間定額的確定165.8.3. 工序060時間定額的確定166. 6夾具設計176.150孔車床夾具設計176.1車床夾具設計要求說明176.3車床夾具的設計要點186.4定位機構196.5夾緊機構206.6零件的車床夾具的加工誤差分析206.7 確定夾具體結構尺寸和總體結構226.8零件的車床專用夾具簡單使用說明237.總結238.參考文獻24 套筒座的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 1. 引言機械制造工藝與機床夾具是機械設計制造及自動化專業(yè)的重要專業(yè)發(fā)展必修的課程。完成課程設計需要綜合應用到金屬切削原理和刀具、機械加工方法及設備、互換性與測量技術、機械制造工藝學及工藝裝備設計等機械制造技術基礎課程的理論知識，還需要熟練應用機械制圖和機械設計課程的知識，同時課程的實踐性決定了完成課程設計時還需要結合生產(chǎn)實際，這樣才能源于書本，用于生活。通過此次課程設計，可以培養(yǎng)自身的獨立工作能力，增強自主創(chuàng)新能力，提高團隊合作能力，因此本課程是機械類專業(yè)的一門重要的實踐課程。2. 課程設計的目的機械制造技術基礎課程設計旨在繼承材料成型技術基礎課程設計，讓學生完成一次機械零件的工藝規(guī)程設計和典型夾具設計的鍛煉，其目的如下。（1） 在結束了機械制造基礎等前期課程的學習后，通過本次設計使學生所學到的知識得到鞏固和強化，培養(yǎng)學生全面綜合地應用所學知識去分析解決機械制造中問題的能力。（2） 通過設計提高學生的自學能力，使學生熟悉機械制造中的有關手冊、圖表和技術資料，特別是熟悉機械加工工藝規(guī)程制定和夾具設計方面的資料，并學會結合生產(chǎn)實際正確使用這些資料。（3） 通過設計使學生樹立正確的設計理念，懂得合理的設計應該在技術上是先進的、在經(jīng)濟上是合理的，并且在生產(chǎn)實踐中是可行的。（4） 通過編寫設計說明書，提高學生的技術文件整理、寫作及組織編排能力，為學生將來撰寫專業(yè)技術及科研論文打下基礎。3. 零件的工藝分析3.1. 零件結構及工藝性分析套筒座的作用是支承套筒，起定位、夾緊套筒的作用。在所有平面中，套筒支承孔是其工作表面，所以精度要求很高，其次是套筒座的底面，在加工中作為精基準，所以地面的粗糙度也有很高的要求。底面的6個螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，還有套筒支撐孔自身有圓柱度要求，支承孔中心線與基準面有平行度要求。3.2. 零件技術要求分析零件的技術要求具體入下：套筒座的圓角半徑為R3R5，倒角為C1.5。套筒支承孔對底面的平行度為0.01；套筒支承孔的圓柱度是0.01；尺寸要求為50H7套筒支承孔內表面粗糙度Ra值為1.6,；底面的表面粗糙度要求是Ra值為1.6；底面6個螺栓孔上表面粗糙度要求是Ra值為12.5；還有套筒支承孔兩端面粗糙度要求是Ra值為6.3；頂面螺紋孔上表面粗糙度要求是Ra值為12.5。3.3. 工藝過程設計所應采取的措施設計時應當使結構盡量簡單對稱，壁厚盡量均勻，鑄件圓角合理，不得有尖角的出現(xiàn)，并要有合理的起模斜度，便于起模。另外其尺寸公差、幾何公差和表面結構的要求應經(jīng)濟、合理。該零件的機械加工工藝性很好，結構工藝性良好，需要精加工的內孔相對于不加工的內孔有臺階，便于退刀，另外為了加強結構穩(wěn)定性，增加了加強筋的結構。 零件圖如圖1所示：圖1 零件圖4. 毛坯的選擇4.1. 毛坯制造形式的選擇根據(jù)生產(chǎn)綱領的要求，本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的復雜程度及加工表面與非加工表面的技術要求，毛坯的選擇不能采用型材或板材，而鍛造的難以達到這樣的形狀要求，生產(chǎn)成本較高。鑄造可以大批大量生產(chǎn)，成本較低，工藝性好，可以生產(chǎn)出形狀復雜的零件，對工人技術要求較低。而HT250強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)。綜上所述，最終選擇毛坯的制造方式為金屬型鑄造，材料為HT250。4.2. 毛坯尺寸的確定鑄件的尺寸公差及加工余量由材料、鑄造方法和生產(chǎn)類型決定，具體查閱鑄件 尺寸公差與機械加工余量（GB/T 64141999）確定。如圖一所示的套筒座，其所用材料為灰鑄鐵，大批量生產(chǎn)時選擇的毛坯鑄造方法是金屬型鑄造機器造型，根據(jù)表5-7至表5-11，鑄件公差等級為CT810，取CT9，加工余量等級為DF，取F級，總長150mm的機械加工余量為1.5mm，即該總長的基本尺寸為151.5mm，尺寸公差為2.5mm，孔50H7mm的機械加工余量為0.5mm，即該孔的基本尺寸為49.5mm，尺寸公差為2mm。高度88mm機械加工余量為1.5mm，尺寸公差為2.5mm。其余各處的加工余量和尺寸公差等級可以參考總長確定，其他尺寸參照零件圖查得。最后標注毛坯尺寸，得到如圖2所示的毛坯尺寸。圖2 毛坯圖5. 零件機械加工工藝路線5.1. 定位基準的選擇5.1.1. 粗基準的選擇粗基準是未經(jīng)加工的面，其要保證與加工表面有較高的位置精度要求，保證表面加工余量均勻，保證平整、光潔、沒有澆口等缺陷，又加上第一步的工序為粗銑底面A，再結合以重要加工表面為粗基準的選用原則。綜上所述，粗基準為毛坯支承孔和底面臺階孔平面。5.1.2. 精基準的選擇套筒座零件上的重要表面是套筒座支承孔50H7mm，由于其與底面有平行度關系，所以底面自然成為了精基準面。考慮到第二基準面選擇的方便性，將底面的一對螺栓過孔選為工藝孔，并將其精度由原來的10.5mm提高到10.5H7mm，該定位基準組合在后續(xù)的支承孔及支承孔上徑向孔的加工中都將作為精基準。支承孔作為重要加工表面，精度要求高，故采用左右支承孔互為基準，反復加工，以達到圖上零件的精度要求。綜上所述，精基準為底面A和底面上的一對工藝孔以及支承孔本身（互為基準）。5.2. 工藝路線的選擇5.2.1. 加工方法選擇及加工階段的劃分 表1 套筒座加工方法的選擇加工面尺寸公差粗糙度加工方法支承孔50H7Ra1.6粗鏜半精鏜精鏜底面A800.02Ra1.6粗銑半精銑精銑支承孔左右端面35Ra6.3粗銑半精銑底面兩個工藝孔10.5H7Ra1.6鉆擴鉸底面臺階面15Ra12.5粗銑螺紋孔平面3Ra12.5粗銑螺紋M6攻絲底面四個底座孔35鉆擴 表2 套筒座加工階段的劃分加工階段加工內容說明基準面加工粗銑底面A基準先行半精銑底面A精銑底面A粗加工鉆6個底面孔先主后次粗銑左端面粗銑右端面粗銑底面臺階平面粗鏜左支承孔粗鏜右支承孔鉆孔，攻絲粗銑螺紋孔端面精加工擴，鉸對角底面工藝孔保證重要工作面左右支承孔的精度擴其他孔精鏜左支承孔精鏜右支承孔半精銑左右端面5.2.2. 工藝路線的擬定5.2.2.1. 工藝方案一表3 工藝方案一工序號工序內容工序10鑄造毛坯工序20對要加工的6個底面孔及2個螺紋孔進行劃線工序30以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，粗銑底面A工序40以底面A和左支承孔D定位，粗鏜右支承孔Emm工序50以底面A和右支承孔E定位，粗鏜左支承孔D Emm工序60以粗鏜支承孔和底面臺階孔平面定位，半精銑底面A工序70以底面A定位，粗銑底面臺階孔平面工序80以底面A定位，鉆底面孔9.8，擴其中四個底面孔至尺寸10.5，擴一對對角底面工藝孔至10.4，鉸一對工藝孔至尺寸10.5H7工序90以底面A和左支承孔D定位，半精鏜右支承孔Emm工序100以底面A和右支承孔E定位，半精鏜左支承孔Dmm工序110以底面A和右端面C定位，粗銑左端面B至要求尺寸工序120以底面A和左端面B定位，粗銑右端面C至要求尺寸工序130以支承孔和底面臺階孔平面定位，精銑底面A至要求尺寸工序140以底面A和支承孔端面定位，粗銑螺紋孔面工序150以底面A和支承孔端面定位，鉆兩螺紋孔至尺寸5mm，攻螺紋至尺寸M6工序160以底面A和左支承孔D定位，精鏜右支承孔Emm并倒角工序170以底面A和右支承孔E定位，精鏜左支承孔Dmm并倒角工序180去毛刺工序190檢驗入庫5.2.2.2. 工藝方案二表4 工藝方案二工序號工序內容工序10鑄造毛坯工序20對要加工的6個底面孔及2個螺紋孔進行劃線工序30粗銑底面臺階孔平面至圖中要求尺寸工序40以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，粗銑底面A工序50以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，半精銑底面A工序60以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，精銑底面A至要求尺寸工序70以底面A定位，鉆底面孔9.8，擴其中四個底面孔至尺寸10.5，擴一對對角底面工藝孔至10.4，鉸一對工藝孔至尺寸10.5H7工序80以左端面B和底面A定位，粗銑右端面C至要求尺寸工序90以右端面C和底面A定位，粗銑左端面B至要求尺寸工序100以底面A和左支承孔E定位，粗鏜右支承孔Dmm工序110以底面A和右支承孔D定位，粗鏜左支承孔Emm工序120以底面A和左支承孔E定位，半精鏜右支承孔Dmm工序130以底面A和右支承孔D定位，半精鏜左支承孔Emm工序140以底面A和左支承孔E定位，精鏜右支承孔Dmm并倒角工序150以底面A和右支承孔D定位，精鏜左支承孔Emm并倒角工序160以底面A和支承端面定位，粗銑螺紋孔面工序170以底面A和支承孔端面定位，鉆兩螺紋孔至至要求尺寸5mm，攻螺紋至M6工序180去毛刺工序190檢驗入庫5.2.2.3. 工藝方案的比較與分析綜合比較兩個工藝方案，發(fā)現(xiàn)方案一和方案二在實際加工中均可行，方案一按照粗加工，半精加工，精加工的流程反復加工，使得零件尺寸更加精確，但工件裝夾次數(shù)多，時間消耗大。而方案二要求一次性將重要基準A加工至要求尺寸，裝夾次數(shù)明顯少于方案一，能減小工人的勞動量，提高工作效率。綜上所述，最終選擇方案二。5.3. 加工余量及工序尺寸確定5.3.1. 套筒座支承孔的加工余量及工序尺寸的確定（1） 確定各工序的加工余量以及毛坯尺寸查閱機械制造技術基礎課程設計，由表554得，磨削加工的加工余量為0.3mm，有表553得，半精鏜孔的加工余量為1mm，粗鏜加工余量為1.5mm。則毛坯總余量=（0.3+1.0+1.5）mm=2.8mm。（2） 計算各工序尺寸的基本尺寸磨削后的支承孔孔徑應達到圖樣規(guī)定尺寸，其尺寸為=50H7mm，其他工序基本尺寸依次為：半精鏜=（50-0.3）mm=49.7mm (5-1)粗鏜=（49.7-1.0）mm=48.7mm (5-2)毛坯=（48.7-1.5）mm=47.2mm (5-3)（3） 確定各工序尺寸的公差及其偏差查閱機械制造技術基礎課程設計圖26內圓表面的典型加工工藝路線，表35常用標準公差數(shù)值（GB/T 1800 12009）以及表57鑄件尺寸公差（GB/T 64141999）確定各加工方法的加工精度，依次為：半精鏜取IT10級，T2=0.10mm粗鏜取IT12級，T1=0.25mm毛坯取CT9級，T0=2mm（4） 工序尺寸偏差按照“入體原則”標注磨 削：mm半精鏜：mm粗 鏜：mm毛 坯：mm將以上數(shù)據(jù)匯總于表5 表5 支承孔的加工余量及工序尺寸表 （單位：mm）名稱加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度公差工序尺寸磨削0.350IT70.025mm半精鏜1.049.7IT100.1mm粗鏜1.548.7IT120.25mm毛坯47.2CT92mm5.3.2. 底面A的加工余量及工序尺寸的確定（1） 確定各工序的加工余量以及毛坯尺寸查閱機械制造技術基礎課程設計表5-63平面第一次粗加工余量，得粗銑加工余量為2.02.7mm，取2.3mm；由表5-65銑平面加工余量，得半精銑的加工余量為1.0mm；由表5-64平面粗刨后精銑的加工余量，得精銑的加工余量為0.60.8mm，取0.8mm。則毛坯加工余量=（0.8+1.0+2.3）mm=4.1mm。 (5-4)（2） 計算各工序尺寸的基本尺寸精銑后底面A應達到圖樣規(guī)定尺寸，其尺寸為=800.02mm，其他工序基本尺寸依次為：半精銑=（80+0.8）mm=80.8mm (5-5)粗銑=（80.8+1.0）mm=81.8mm (5-6)毛坯=（81.8+2.3）mm=84.1mm (5-7)（3） 確定各工序尺寸的公差及其偏差查閱機械制造技術基礎課程設計2-7平面的典型加工工藝路線，表35常用標準公差數(shù)值（GB/T 1800 12009）以及表57鑄件尺寸公差（GB/T 64141999）確定各加工方法的加工精度，依次為：半精銑取IT11級，=0.22mm 粗銑取IT12級，=0.35mm毛坯取CT9，=1.6mm（4） 工序尺寸偏差按照“入體原則”標注精 銑:mm半精銑：mm粗 銑：mm毛 坯：mm將以上數(shù)據(jù)匯總于表6 表6 底面A的加工余量及工序尺寸 （單位：mm）名稱加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度公差工序尺寸精 銑0.880IT80.04800.02半精銑1.080.8IT110.22粗 銑2.381.8IT120.35毛 坯84.1CT91.684.10.85.3.3. 工藝孔的加工余量及工序尺寸的確定（1） 確定各工序的加工余量以及毛坯尺寸查閱機械制造技術基礎課程設計表5-53一般孔的加工余量，得鉸孔加工余量為0.2mm，擴孔加工余量為0.5mm，鉆孔加工余量為9.8mm。則毛坯總余量=（0.2+0.5+9.8）mm=10.5mm。 (5-8)（2） 計算各工序尺寸的基本尺寸鉸孔后孔徑應達到圖樣規(guī)定尺寸，其尺寸為=10.5H7，其他工序基本尺寸依次為：擴孔=（10.5-0.2）mm=10.3mm (5-9)鉆孔=（10.4-0.6）mm=9.8mm (5-10)毛坯=0mm (5-11)（3） 確定各工序尺寸的公差及其偏差查閱機械制造技術基礎課程設計圖26內圓表面的典型加工工藝路線，表35常用標準公差數(shù)值（GB/T 1800 12009）確定各加工方法的加工精度，依次為：擴孔取IT10級，=0.07mm鉆孔取IT12級，=0.18mm毛坯無公差要求（4） 工序尺寸偏差按照“入體原則”標注鉸孔：mm擴孔：mm鉆孔：mm將以上數(shù)據(jù)匯總于下表7表7 工藝孔的加工余量及工序尺寸 （單位：mm）名稱加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度公差工序尺寸鉸孔0.210.5IT7H7mm擴孔0.510.3IT100.07mm鉆孔9.89.8IT120.18mm5.4. 其他加工表面的加工余量確定粗銑支承孔兩端面（左右各2mm）粗銑底面各孔平面以及螺紋上表面（均為3.5mm）螺紋孔加工前鉆孔至，隨后攻螺紋至M6。5.5. 切削用量的確定選擇以下三個工序進行計算：表8 計算工序工序號工序內容工序 040以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，粗銑底面A工序 050以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，半精銑底面A工序 060以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，精銑底面A至要求尺寸根據(jù)零件尺寸，選用X5020A立式銑床。5.6. 工序040切削用量的確定工序040粗銑底面A。粗銑時，為了提高銑削效率，一般選用銑削吃刀量等于加工余量，一個工作行程銑完，而粗銑底面A的加工余量為2.3mm，則選擇背吃刀量ap=2.3mm，側吃刀量ae=40mm。由表5-87硬質合金圓柱銑刀粗銑的進給量，選擇每齒進給量fz=0.3mm/z。由表5-29，選擇刀具為硬質合金端面銑刀，直徑選擇D=，z=14。由表5-86高速鋼套式面銑刀銑平面的切削用量，選切削速度Vc=34.6m/min。機床主軸轉速為 (5-12)5.7. 工序050切削用量的確定工序050半精銑底面A。半精銑時，背吃刀量一般為0.52mm，此工序的加工余量為1mm，選取此工序的加工余量作為背吃刀量，則背吃刀量ap=1.0mm，取側吃刀量ae=40mm。由表5-87硬質合金圓柱銑刀粗銑的進給，選擇每齒進給量fz=0.3mm/z。由表5-29，選擇刀具為硬質合金端面銑刀，直徑選擇mm，z=10。由表5-86高速鋼套式面銑刀銑平面的切削用量，選切削速度Vc=40m/min。機床主軸轉速為 (5-13)5.7.1. 工序060切削用量的確定精銑時，背吃刀量一般為0.11mm，選取此工序的加工余量作為背吃刀量，則背吃刀量ap=0.8mm，取側吃刀量ae=40mm。由表5-87硬質合金圓柱銑刀粗銑的進給量，選擇每齒進給量fz=0.12mm/z。由表5-29，選擇刀具為硬質合金端面銑刀，直徑選擇D=mm，z=10。由表5-86高速鋼套式面銑刀銑平面的切削用量，選切削速度Vc=49m/min。機床主軸轉速為 (5-14)5.8. 時間定額的確定時間定額是指在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。時間定額由作業(yè)時間（包括基本時間和輔助時間）、布置工作地時間、休息和生理需要時間、準備與結束時間等組成。由表3-9 時間定額的組成及工時計算（根據(jù)JB/T 9169.61998），得出大批量生產(chǎn)時，時間定額 Tc=Ta+Tb+Ts+Tr (5-15) Ts=(2%-7%)Tb （取5%） (5-16) Tr=(2%-4%)Tb （取3%） (5-17)使用端面銑刀銑削時，基本時間 (5-18)其中，z為銑刀齒數(shù)，n為銑刀轉速，為每齒進給量?？赏ㄟ^查表318用面銑刀銑平面時的切入、切出行程。5.8.1. 工序040時間定額的確定工序040粗銑底面A，此時 Tb=2*(l+l1+l2 )/fMz=41.8s (5-19)由表3-19典型動作輔助時間定額Ta參考值，該工序輔助時間包括拿去工件并放在夾具上；手動夾緊工件；啟動機床，變換進給量，放下清掃工具；根據(jù)手柄刻度調整吃刀量，用壓縮空氣吹凈夾具；接通自動進給按鈕，拿清掃工具；斷開自動進給按鈕，拿清掃工具；清掃工件或清掃夾具定位基面；工件或刀具退離并復位；變換刀架或轉換方位；手動放松；取下工件。整個過程用時：Ta=（0.7+0.8+0.02+0.05+0.03+0.03+0.1+0.04+0.95+0.08+0.4）=192s (5-20)則作業(yè)時間 TB=Ta+Tb=23.8s (5-21)布置工作地時間TB=(2%-7%)Tb=11.69s （取5%） (5-22) 休息和生理需要時間Tr=(2%-4%)Tb=7.01s （取3%） (5-23)則時間定額Tc=Ta+Tb+Ts+Tr=252.5s (5-24)5.8.2. 工序050時間定額的確定工序050半精銑底面A，此時 (5-25)由表3-19典型動作輔助時間定額Ta參考值，該工序輔助時間包括拿去工件并放在夾具上；手動夾緊工件；啟動機床，變換進給量，放下清掃工具；根據(jù)手柄刻度調整吃刀量，用壓縮空氣吹凈夾具；接通自動進給按鈕，拿清掃工具；斷開自動進給按鈕，拿清掃工具；清掃工件或清掃夾具定位基面；工件或刀具退離并復位；變換刀架或轉換方位；手動放松；取下工件。整個過程用時：Ta=（0.7+0.8+0.02+0.05+0.03+0.03+0.1+0.04+0.95+0.08+0.4）=192s (5-26)則作業(yè)時間 TB=Ta+Tb=242.5s (5-27)布置工作地時間Ts=(2%-7%)Tb=12.13s（取5%） (5-28)休息和生理需要時間Tr=(2%-4%)Tb=7.28s （取3%） (5-29)則時間定額Tc=Ta+Tb+Ts+Tr=261.91s (5-30)5.8.3. 工序060時間定額的確定工序060精銑底面A，此時 (5-31)由表3-19典型動作輔助時間定額Ta參考值，該工序輔助時間包括拿去工件并放在夾具上；手動夾緊工件；啟動機床，變換進給量，放下清掃工具；根據(jù)手柄刻度調整吃刀量，用壓縮空氣吹凈夾具；接通自動進給按鈕，拿清掃工具；斷開自動進給按鈕，拿清掃工具；清掃工件或清掃夾具定位基面；工件或刀具退離并復位；變換刀架或轉換方位；手動放松；取下工件。整個過程用時：Ta=（0.7+0.8+0.02+0.05+0.03+0.03+0.1+0.04+0.95+0.08+0.4）=192s (5-32)則作業(yè)時間 TB=Ta+Tb=260.7s (5-33)布置工作地時間Ts=(2%-7%)Tb=13.04s（取5%） (5-34)休息和生理需時間Tr=(2%-4%)Tb=7.82s（取3%） (5-35)則時間定額Tc=Ta+Tb+Ts+Tr=281.56s (5-36)6. 6夾具設計6.150孔車床夾具設計6.1車床夾具設計要求說明車床夾具主要用于加工中心孔夾具。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通常可分為心軸式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉運動，夾具做進給運動。由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。6.3車床夾具的設計要點（1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。（2）夾具與機床主軸的連接車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：1)對于徑向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.050.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。圖1 車床夾具與機床主軸的連接過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊。6.4定位機構本工件在加工孔時采用一面兩孔作為定位基準，易于做到工藝過程中的基準統(tǒng)一，保證工件的相對位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點；本工件采用底面和一對對角工藝孔作為定位基準，工件底面為第一定位基準，限制了x、y方向轉動，z方向移動三個自由度；圓柱銷為第二定位基準限制了x、y方向移動兩個自由度；菱形銷為第三定位基準，它和圓柱銷聯(lián)合限制了z方向轉動自由度，所以此定位方案符合六點定位原理，采用對稱壓板將工件壓緊。6.5夾緊機構選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下：夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。機構應盡量簡單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。工件夾緊方式的確定從夾緊動力源選擇：手動夾緊確定主夾緊機構： 螺栓壓板6.6零件的車床夾具的加工誤差分析工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：1. 確定兩銷中心距及尺寸公差（中心距公差需采用對稱公差的標注形式）兩銷中心距基本尺寸Ld兩孔中心距基本尺寸=134.4mm (6-1)公差按劃線等級取0.4mm兩銷中心距的尺寸公差TLd（1/31/5）TLD =1/40.4=0.10mm (6-2)兩銷中心距尺寸及公差的標注：LdLd/2=134.40.05mm2. 確定圓柱銷的尺寸及公差圓柱銷直徑的基本尺寸d1工件孔1的最小極限尺寸=10.5mm圓柱銷按g6制造（T=0.011mm）即=mm3. 查表確定削邊銷尺寸b及Bb=4mm B=10.5-2=8.5mm4. 確定削邊銷的直徑尺寸及公差=0.188mm(6-3)按h6級確定公差：=5. 計算定位誤差目的是分析定位方案的可行性 因為定位方向與加工尺寸方向垂直，且被加工表面無尺寸公差要求，為次要加工表面，只要保證粗糙度為Ra12.5，故只需進行轉角誤差計算即可。 (6-4)=轉角誤差很小，符合定位要求，可以使用。定位方案設計如圖所示：6.7 確定夾具體結構尺寸和總體結構夾具體設計的基本要求（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取槭箠A具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。（2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。（3）應有良好的結構工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應便于排除切屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。6.8零件的車床專用夾具簡單使用說明（1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。本夾具按底面一面兩孔定位，可以限制6個自由度，屬于完全定位方式。工件加工出了2個工藝孔，分別以圓柱銷和菱形銷定位，工件靠壓板用螺栓和螺母壓緊。7.總結課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎在設計過程中感謝我的室友李吉和桂文濤幫助，尤其感謝周勇良同學為我們小組提供大量實用的資料。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一。8.參考文獻1 于駿一,鄒青.機械制造技術基礎（第2版）.機械工業(yè)出版社2 柯建宏.機械制造技術基礎課程設計（第2版）.華中科技大學出版社3 吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊（第三版）.高等教育出版社4 機床夾具零件及部件標準匯編.5 機床夾具設計手冊 第三版.6 鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.89-103.7 鑄件 尺寸公差與機械加工余量31