K437-十字槽連桿零件加工工藝及銑交叉槽夾具設(shè)計【CAD高清圖紙和文檔打包】

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機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 連桿 共 2 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 6 粗銑-半精銑槽底面和兩側(cè)面 45鋼 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 45 X 53 X 10 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X60 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min mm/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑槽兩端面和底面到3.2 專用銑夾具 400 251.33 1.80 3.2 1 2 粗銑槽兩端面8 專用銑夾具 400 251.33 1.80 3 精銑槽兩端面到10 專用銑夾具 560 351.86 1.6 1.5 3 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 開 題 報 告 學生姓名 學號 班級 所屬院系專業(yè) 指導教師 職稱 所在部門 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 連桿零件的工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計 題目類型 工程設(shè)計（項目）□ 論文類□ 作品設(shè)計類□ 其他□ 一、選題簡介、意義 選題的簡介： 連桿的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 選題的意義： 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 二、課題綜述（課題研究，主要研究的內(nèi)容，要解決的問題，預期目標，研究步驟、方法及措施等） 研究目標： 連桿加工工藝規(guī)程夾具設(shè)計 主要研究的內(nèi)容： 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。 要解決的問題：對零件進行分析，設(shè)計出零件的工藝路線，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量，然后進行專用夾具的設(shè)計。 預期目標：繪制出零件圖和毛坯圖，制定出工藝過程卡和工序卡，繪制夾具裝配圖和夾具體，撰寫設(shè)計說明書。 研究步驟，方法及措施： 對零件進行工藝分析，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，設(shè)計出零件的工藝路線； 對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量； 對工件設(shè)計專用夾具，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件。 三、設(shè)計（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱） 目錄 一. 零件分析 1.1 零件作用 1.2零件的工藝分析 二. 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1確定毛坯的制造形式 2.2基面的選擇 2.3制定工藝路線 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.5確定切削用量及基本工時 三 夾具設(shè)計 3.1問題的提出 3.2定位基準的選擇 3.3切削力及夾緊力計算 3.4定位誤差分析 3.5夾具設(shè)計及簡要操作說明 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 院（系）審批意見： 簽章： 年 月 日 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 連桿 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45鋼 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 45×53×10 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 鍛造 鍛 時效 熱 1 銑 粗銑連桿左端面 金工 立式銑床X51 專用銑夾具 2 銑 粗銑連桿右端面 金工 立式銑床X51 專用鉆夾具 4 銑 半精銑連桿左端面 金工 立式銑床X51 專用銑夾具 5 銑 半精銑連桿右端面 金工 立式銑床X51 專用銑夾具 6 鉸 孔 金工 臥式銑床X60 專用銑夾具 7 鉸 孔 金工 四面組合機床 專用銑夾具 8 銑 粗銑槽底面和兩側(cè)面 金工 臥式銑床X60 專用銑夾具 2.1942 min 9 銑 半精銑槽底面和兩側(cè)面 金工 臥式銑床X60 專用銑夾具 2.9866 min 10 11 12 13 14 15 16 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 目 錄 1 連桿零件的機械加工工藝規(guī)程 1 1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1.1 連桿的技術(shù)要求 1 1.1.2 審查連桿的工藝性 1 1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類型 1 1.2 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 2 1.2.1 選擇毛坯 2 1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 2 1.2.3 繪制連桿毛坯簡圖 3 1.3 擬定連桿工藝路線 4 1.3.1 定位基準的選擇 4 1.3.2 表面加工方法的確定 5 1.3.3 加工階段的劃分 5 1.3.4 工序的集中與分散 5 1.3.5 工序順序的安排 5 1.3.6 確定工藝路線 6 1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6） 6 1.5 切削用量、時間定額的計算（工序6） 7 1.5.1切削用量的計算 7 1.5.2 時間定額的計算 8 2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計 9 2.1機床夾具的組成 10 2.2 機床夾具的分類 11 2.3機床夾具在機械加工中的作用 12 2.4 定位基準的選擇 13 2.5工件定位的基本原理 14 2.6 常見定位方式及定位元件 15 2.7 定位方案及定位誤差分析 15 2.8 夾緊機構(gòu) 16 2.9 對刀及夾具的安裝方案的確定 17 2.10 夾具體 17 2.11 方案綜合評價和總結(jié) 18 3 設(shè)計體會 18 畢業(yè)設(shè)計（） 作 者： 學 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目：連桿零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 校內(nèi)指導教師： 企業(yè)指導教師 評閱者： 年 月 畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要 本次設(shè)計詳細闡述了對連桿端面10mm槽的專用銑床夾具設(shè)計，采用一面兩銷進行定位，通過綜合分析與設(shè)計，驗證了該設(shè)計的可行性和優(yōu)越性，通過此設(shè)計，實現(xiàn)了理論知識和實踐的充分結(jié)合，在這次設(shè)計涉及了機床類型的選擇、加工方式的選擇、刀具的選擇、定位誤差的分析與計算、夾具體設(shè)計應注意的問題等等。進一步添加計算機繪圖的經(jīng)驗。 綜合該次設(shè)計的全過程，體會到了設(shè)計路途的迷茫和艱難，作為學完《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》之后的一項重要的實踐，充分考察了我們獨立設(shè)計，計算，繪圖和分析的能力，尤其提高了我們查閱各種設(shè)計手冊的和相關(guān)資料的能力，深刻體會了夾具設(shè)計的一般步驟和相關(guān)問題的解決辦法，為將來參加工作，熟悉工藝打下堅實基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：連桿，銑槽，夾具設(shè)計，工藝 目 錄 1 連桿零件的機械加工工藝規(guī)程 1 1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1.1 連桿的技術(shù)要求 1 1.1.2 審查連桿的工藝性 1 1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類型 1 1.2 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 2 1.2.1 選擇毛坯 2 1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 2 1.2.3 繪制連桿毛坯簡圖 3 1.3 擬定連桿工藝路線 4 1.3.1 定位基準的選擇 4 1.3.2 表面加工方法的確定 5 1.3.3 加工階段的劃分 5 1.3.4 工序的集中與分散 5 1.3.5 工序順序的安排 5 1.3.6 確定工藝路線 6 1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6） 6 1.5 切削用量、時間定額的計算（工序6） 7 1.5.1切削用量的計算 7 1.5.2 時間定額的計算 8 2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計 9 2.1機床夾具的組成 10 2.2 機床夾具的分類 11 2.3機床夾具在機械加工中的作用 12 2.4 定位基準的選擇 13 2.5工件定位的基本原理 14 2.6 常見定位方式及定位元件 15 2.7 定位方案及定位誤差分析 15 2.8 夾緊機構(gòu) 16 2.9 對刀及夾具的安裝方案的確定 17 2.10 夾具體 17 2.11 方案綜合評價和總結(jié) 18 3 設(shè)計體會 18 1 連桿零件的機械加工工藝規(guī)程 1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1.1 連桿的技術(shù)要求 根據(jù)連桿零件圖紙將該連桿的全部技術(shù)要求列于表中。見表1-1。 表1-1 連桿零件技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度Ra(um) 形位公差 連桿左端面 IT11 3.2 連桿右端面 IT11 3.2 孔 IT11 3.2 孔 IT10 3.2 連桿槽寬度 IT13 3.2 連桿槽深度 IT15 3.2 1.1.2 審查連桿的工藝性 分析零件圖可知，連桿的兩端面均要求切削加工，該零件除主要工作表面（連桿兩端面、的槽、孔、孔）外其余加工表面加工精度較低，通過銑削，鉆床的粗加工就可以達到， 雖然主要工作表面加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的公藝性較好。 1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類型 Q=5000件/年；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得 N=5000件/年X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.8件/年 連桿重量為2.0kg，由查表1-3知，連桿屬于輕型零件；由表1-4知，該連桿的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)。 1.2 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 1.2.1 選擇毛坯 由零件要求可知，不但要有高的抗拉、壓強度和高的疲勞強度，而且要有足夠的剛性和韌性，選擇材料為45鋼。為增強連桿的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛胚選用鍛件。該零件輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型數(shù)大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，采用模鍛方法制造毛胚，毛胚拔模斜度為5o。 1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 a) 公差等級 根據(jù)連桿的功用和要求，確定該零件的公差等級為普通級。 b) 鍛件重量 加工后工件重量為2.0kg,初步估計鍛件加工前毛胚重量為4kg。 c) 鍛件形狀復雜系數(shù) 對連桿零件圖分析，大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度、和高度，l=45mm，b=53，h=10(詳見毛胚簡圖1-1)；有公式（2-3）和（2-5）可計算出連桿鍛件的形狀復雜系數(shù) S = mt/ mN = 4/（lbhρ）=(45mm×53mm×10mm×7.8 10-6kg/mm3) ≈6/8.01≈0.18 由于0.74介于0.16和0.32之間故形狀復雜系數(shù)屬S3級 d) 材質(zhì)系數(shù) 該材料屬45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故鍛件材質(zhì)系屬M1級。 e) 鍛件分模線形狀 根據(jù)連桿形位特點，選高度方向的對稱平面為為分模面，屬平直分模線，如圖連桿鍛造毛胚見圖1-1所示。 f) 零件表面粗糙度 如零件圖所示，該連桿各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6。根據(jù)上述綜因素，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計指導書》中表2-10~2-12確定該段間的尺寸公差和機械加工余量。所得結(jié)果列于表1-2。 確定此鑄造毛坯的尺寸公差和機械加工余量如下表所示： 表1-2 連桿鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量表 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 孔 2.0 表2-14 2.2 表2-10 孔 2.0 表2-14 2.2 表2-10 中心距57 0.3 表2-12 厚度14.3 2.0~2.2（取2.0） 表2-13 1.8 表2-11 1.2.3 繪制連桿毛坯簡圖 由表1-2所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖如下所示： 圖1-1 連桿鍛造毛坯簡圖 1.3 擬定連桿工藝路線 1.3.1 定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 a) 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，選擇零件左視圖中的左端面和孔中心線作為精基準。 b) 粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，選取零件右端面為粗基準。 1.3.2 表面加工方法的確定 表3-1 連桿零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 左端面 IT11 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 右端面 IT11 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 孔 IT10 3.2 粗鏜-半精鏜 表1-7 孔 IT11 3.2 粗擴-精擴-鉸 表1-7 槽內(nèi)側(cè)面 IT13 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 槽底面 IT15 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 1.3.3 加工階段的劃分 該連桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工兩個階段。， 在粗加工階段。首先將精基準（連桿左端面和孔）準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑連桿右端面， 鉆孔和粗銑8個槽的內(nèi)側(cè)面和底面；在半精加工階段，完成左右端面的的精銑加工和8個槽的精銑加工。 1.3.4 工序的集中與分散 選用工序集中原則安排連桿的加工工序。該連桿的生產(chǎn)類型為大批或者中批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 1.3.5 工序順序的安排 a) 遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準——連桿左右端面和孔、孔。 b) 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 c) 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。 d) 遵循“先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔；先加工左右端面，然后加工兩個孔；最后加工8個槽。 1.3.6 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了連桿的工藝路線。 表1-3 連桿工藝路線及設(shè)備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床裝備 刀具 量具 1 粗銑左端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 2 粗銑右端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 3 半精銑連桿左右端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 4 粗鏜-半精鏜孔 X60臥式銑床 鏜刀 卡尺、塞規(guī) 5 粗擴-精擴-鉸孔 四面組合機床 擴孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 6 粗銑-半精銑8個槽 X60臥式銑床 三面刃銑刀 游標卡尺 1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6） 根據(jù)設(shè)計要求，這里只作工序6加工余量和工序尺寸公差的確定。 第6道工序的加工過程： 先以l=8的三面刃銑刀銑出槽，以l=8的三面刃銑刀進行粗銑，查表，則粗銑余量Z精銑=1.5（雙邊），再進行精銑。查表可依次確定各工序尺寸的加工精度為，粗銑：IT12；精銑：IT11，查標準公差數(shù)值表確定各工步的公差值分別為，粗銑：0.18mm；精銑：0.11； 所以，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為粗銑（8mm）；精銑（10 mm），它們之間的相互關(guān)系如圖1-2所示。 0.18 10 8 0.75 0.11 圖1-2 1.5 切削用量、時間定額的計算（工序6） 1.5.1切削用量的計算 a) 粗銑槽底面和兩側(cè)面 （1）切削深度的確定 取ap=3.2mm。 （2）進給量的確定,按機床功率為5-10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.09mm/z。 （3）銑削速度的計算 由表，按硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為268m/min。由公式（5-1）n=1000v/(πd)可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000×268m/min/π×200mm=426.53r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=400r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度v=nπd/1000=400r/min×π×200mm/1000=251.33m/min。 b) 精銑槽底面和兩側(cè)面 （1）背吃刀量的確定 取ap=1.5mm。 （2）進給量的確定 表5-19，按機床功率為5-10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度的計算 由表5-20，按硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為318m/min。有公式（5-1）n=1000v/πd可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000×318m/min/π×200mm=506.11r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=560r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度v=nπd/1000=560r/min×π×200mm/1000=351.86m/min。 1.5.2 時間定額的計算 a) 基本時間tm的計算 （1）粗銑槽底面和兩側(cè)面 根據(jù)表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時間計算公式tj=(l+l1+l2)/fMz 可求出該工序的基本時間：式中l(wèi)=5mm，，l2 =2mm，查表4-19銑床工作臺的進給量fMz =45mm/min,得tj=（5+26+2）/45=0.73min （2）半精銑槽底面和兩側(cè)面 同理，根據(jù)表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時間計算公式 tj=(l+l1+l2)/fMz 可求出該工序的基本時間：式中l(wèi)=5mm，，l2 =2mm，查表4-19銑床工作臺的進給fMz=22.4mm/min,得tj=（5+13+2）/22.4=2.45min?。 b) 輔助時間的計算 根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間tf與基本時間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）tj，這里取tf=0.15 tj，則各工序的輔助時間分別為： 工序6粗銑的輔助時間：tf =0.15×0.73min=0.1min； 工序6精銑的輔助時間：tf =0.15×2.45min=0.3675 min； c) 其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間準備與終結(jié)時間。由于本工件的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%-4%,這里取3%，則各工序的其他時間（tb+ tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tb+tx）計算，它們分別為： 工序8的其他時間： tb+tx =6%×(0.1min+0.27min)=0.022min; 工序9的其他時間： tb+tx =6%×(2.45min+0.3675min)=0.16905min; d) 單件時間tdj 的計算 上述兩道工序的單件時間分別為： 工序6的單件粗銑時間： tdj=0.1min+0.27min+0.022min=0.392min； 工序9的單件半精銑時間： tdj =2.45min+0.3675min+0.16905min=2.98655min 將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果，填入工藝文件。表5-2.1列出了連桿零件的機械加工工藝過程；表5-2.2列出了連桿加工第6道工序的工序卡。 2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。工序圖上標明，該工序的定位基準為已經(jīng)加工過的兩孔及工件孔端的兩個端平面，加工時選用三面刃銑刀，在臥式銑床上加工，槽寬由銑刀尺寸保證，槽深和角度位置由夾具和調(diào)整對刀來保證。制造夾具體毛坯的材料為HT200。通過鑄造得到。 2.1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(gòu)成一個整體。 2. 機床夾具的其他特殊元件或裝置 （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。如機床夾具所使用的過渡盤，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，用對刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。 （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、平衡塊等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計。 2.2 機床夾具的分類 根據(jù)機床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種： 1. 通用夾具 可加工一定范圍內(nèi)不同工價的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。它們有很大的通用性，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標準化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機床附件供應給用戶。 由于使用通用夾具夾緊工件比較費時，操作復雜，生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用夾具。 2. 專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計的夾具。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(shè)計的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計制造周期較長。當產(chǎn)品更換時，往往因無法再使用而報廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 3. 成組夾具 根據(jù)成組技術(shù)原來技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點是，在通用的夾具體上，只需對夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。 4. 組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點，而當產(chǎn)品更換時，不存在夾具“報廢”問題。因為它可以拆開，其元件可清洗入庫，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點，特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。 5. 隨行夾具 隨行夾具為自動線上使用的一種夾具。自動線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔負的裝夾任務外，還擔負自動線輸送工件的任務。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動線從一個工位移到下一個工位的，故稱為隨行夾具。 除了上述分類外，夾具還可以按照動力來源不同分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等，按工種還可以分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。 2.3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(chǎn)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，可以準確地確定工件與機床、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(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(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對操作工人的技術(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(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，就可以對箱體孔系進行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機床的作用。 4. 改善勞動條件和保證生產(chǎn)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(chǎn)。 2.4 定位基準的選擇 基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)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(shè)計基準和工藝基準兩大類。 1. 設(shè)計基準 在零件圖樣上所采用的基準，稱為設(shè)計基準。 2. 工藝基準 零件在工藝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(chǎn)品中的位置的基準，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幾 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家工后的尺寸、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，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準的表面稱為定位基準。 2.5工件定位的基本原理 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(diào)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)。 1. 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(shè)置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則” 。 2. 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況 （1）完全定位 六個支承點限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。 （2）不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 （3）欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無法保證加工要求，所以是決不允許的。 （4）過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 消除或減小過定位所引起的干涉，一般有兩種方法：一種是提高定位基準之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復限制自由度的部分不起定位作用。 2.6 常見定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用等因素。 1. 工件及平面定位 （1）主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用 1）固定支承 2）可調(diào)支承 3）自位支承 （2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 1）螺旋式輔助支承 2）自位式輔助支承 3）推引式輔助支承 4）液壓鎖緊的輔助支承 2. 工件以圓柱空定位 （1）圓柱銷 （2）圓錐銷 （3）圓柱心軸 3. 工件以外圓柱面定位 （1）在V形塊中定位 （2）在圓孔中定位 （3）在半圓孔和圓錐孔中定位 2.7 定位方案及定位誤差分析 前已述及，定位基準的選擇應盡量符合基準重合原則，但對于工件槽深要求來說，選擇與所加工槽相對的另一端面為定位基準，引起基準不重合誤差ΔB，ΔB的值為兩端面間的尺寸公差0.1 mm。由于所加工的槽深公差規(guī)定為0.4 mm，根據(jù)經(jīng)驗，可以保證槽深的要求；對于槽的角度位置45±30′的要求方面，工序要求是以大孔中心為基準，并與兩孔連線成45±30′?，F(xiàn)以兩孔為定位基準，在大孔中采用圓柱銷配合定位，小孔中用菱形銷定位，完全符合基準重合，定位精度較高。兩定位銷直徑及公差、兩定位銷之間的距離及公差：圓柱定位銷直徑按g6選取為；菱形銷定位圓柱部分按f7選取為；兩銷間的距離尺寸與公差按連桿相應尺寸公差±0.06的1/3取值為±0.02，所以該尺寸標注為57±0.02; 為保證槽的角度要求，兩菱形銷安裝位置的角度公差為工件相應角度公差±30′的1/5,即±6′，所以圖上該角度標注為45°±6′。 2.8 夾緊機構(gòu) 在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 夾緊機構(gòu)設(shè)計時應考慮動作快速可靠，不碰刀，夾緊點應盡量接近被加工部位。因此，采用兩個手動螺旋壓板，夾緊點選在大孔端面，另外在壓板外側(cè)設(shè)有防轉(zhuǎn)銷，使用也很方便，能滿足生產(chǎn)要求。 夾緊裝置的組成及基本要求： 1. 夾緊裝置的組成 （1）力源裝置 （2）中間傳動機構(gòu) 作用如下： 1）改變夾緊作用力的方向 2）改變夾緊作用力的大小 3）具有一定的自鎖性能 （3）夾緊元件 2. 對夾緊裝置的基本要求 （1）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 （2）夾緊力的大小要適當 （3）夾緊裝置要操作方便 （4）結(jié)構(gòu)要進湊簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標準件 2.9 對刀及夾具的安裝方案的確定 由于槽的加工要保證刀具兩個方向的位置，為了快速對刀，采用直角對刀塊。為了保證對刀塊的方向與工作臺縱向進給運動方向一致，整個夾具在工作臺上安裝時采用的是一對定位鍵定向，在夾具體兩端的耳座中穿入T形螺栓，用螺母夾緊。定位平面N到對刀塊底面之間的尺寸關(guān)系到槽深精度，而連桿上相應的這個尺寸是由尺寸mm和mm間接決定的，經(jīng)過尺寸鏈的換算(mm是封閉環(huán))，得到這個尺寸為mm。因為夾具的工序尺寸是按要保證的槽深相應尺寸的平均值標注，將上面算得的尺寸改寫為10.85±0.15 mm，然后再減去塞尺的厚度3 mm，得7.85 mm，此尺寸的公差取為工件上尺寸公差(±0.15)的1/2~1/5，最終取±0.03，所以最終夾具總圖上對刀塊到定位面N的距離應標注為7.85±0.03?？紤]到塞尺的尺寸，對刀塊水平方向的工作表面到定位圓柱銷中心的距離為8.05±0.02(取工件相應尺寸公差的1/2~1/5)。 2.10 夾具體 夾具體一般是夾具上最大和最復雜的基礎(chǔ)元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機構(gòu)，裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機床上的固定。因此夾具體的形狀和尺寸應滿足一定的要求，它主要取決與工件的外廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等。所以在專用夾具中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標準的。設(shè)計時應滿足一下基本要求： 1 有足夠的強度和剛度 2 減輕重量，便于操作 3 安放穩(wěn)定，可靠 4 尺寸穩(wěn)定，有一定的精度 5 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工藝性好 6 排屑方便 7 應吊裝方便，使用安全 夾具結(jié)構(gòu)方案確定后，就可著手繪制夾具總圖，步驟如下： (1) 用雙點劃線繪出零件在加工位置的外形輪廓。 (2) 繪制定位元件。 (3) 繪制夾緊裝置。 (4) 繪制對刀塊、夾具體。 (5) 繪制定位鍵，并繪出連接件把各元件連接在一起。最后得到的夾具總圖。 2.11 方案綜合評價和總結(jié) 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。采用手動夾緊裝置，夾具上裝有直角對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀；同時，夾具體底面上的兩對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 此設(shè)計達到了銑床專用夾具的設(shè)計要求，能夠滿足加工條件的要求，達到完成加工的目的。 3 設(shè)計體會 為期三周的夾具設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，在老師的指導和同學們的幫助下，收獲頗多，設(shè)計作為《機械制造基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。 本次設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 經(jīng)過這三個星期的設(shè)計，基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟，學會了查找相關(guān)手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設(shè)計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們獨立思考、解決問題和創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于個人能力有限，所學知識還不夠完善，設(shè)計中還存有錯誤和不足，望老師老師提出寶貴意見。 參考文獻 [1]哈爾濱工業(yè)大學，《機床夾具設(shè)計》，上?？茖W技術(shù)出版社，1990。 [2]顧崇衡，《機械制造工藝學》，陜西科學出版社，1995。 [3]鄒青，《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計指導教程》，機械工業(yè)出版社，200.8。 [4]崇凱，《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計指南》，化學工業(yè)出版社，2006.12。 [5]周開勤，《機械零件手冊》，高等教育出版社，1994。 [6]大連組合機床研究所，《組合機床設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，1978。 [7]李云.《機械制造及設(shè)備指導手冊》.北京:機械工業(yè)出版社,1997.8 [8]孟少農(nóng).《機械加工工藝手冊》.北京:機械工業(yè)出版社,1991.9 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