撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及撥叉夾具設(shè)計(jì).docx

機(jī)械工藝與夾具課程設(shè)計(jì)說明書機(jī)制工藝與夾具課程設(shè)計(jì)說明書撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及撥叉夾具設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 11機(jī)制3ZS 姓 名： 張慶豐 學(xué) 號(hào)： 11321321 指導(dǎo)教師姓名： 范真 2015年1月課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及撥叉夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 零件圖 1張 2. 機(jī)械加工工藝過程卡 1份 3. 機(jī)械加工工序卡 4張 4. 專用夾具裝配圖 1張 5. 課程設(shè)計(jì)說明書 1份目 錄第1章 缸體的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 41 零件分析 41.1.1 零件的作用 41.1.2 零件的工藝分析41.1.3 確定生產(chǎn)類型41.2確定毛坯類型及尺寸41.2.2確定毛坯類型41.3定位基準(zhǔn)的選擇42.1.1制定工藝路線52.1.2確定工序的原則52.1.3工序的特點(diǎn)62.1.4加工精度的劃分 62.1.5制定工藝路線 62.2機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.2.1毛坯的確定 62.2.2撥叉的偏差計(jì)算72.3確定切削用量及基本工時(shí) 82.3.1 工序2 （加工孔20到要求尺寸） 82.3.2工序3 （粗、精銑兩側(cè)面） 112.3.3 工序4 （粗、精鏜44孔）122.3.4 工序5 （粗、精銑下平面） 142.3.5 工序6 （粗、精銑25槽） 152.3.6工序7 （粗銑斜平面） 162.3.7 工序8 （銑斷） 17第2章 專用夾具設(shè)計(jì)172.確定設(shè)計(jì)任務(wù) 172.夾具設(shè)計(jì)方法 172.2.1夾具類型的確定 182.2.2定位方案的確定 192.2.切削量確定 20參考文獻(xiàn) 20第1章 撥叉的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1. 零件分析1.1.1零件的作用 題目所給的零件是車床的撥叉。它位于車床變速記仇中，只要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的20mm孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方44mm半孔則是用于所控制齒輪所在的軸的接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。1.1.2零件的工藝分析撥叉是機(jī)車變速箱中一個(gè)重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和側(cè)面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對(duì)精度有一定的要求。撥叉的底面、大頭孔上兩側(cè)面和大小頭孔粗糙讀要求都是Ra3.2，所以都要求精加工。其大頭孔與側(cè)面有垂直度的公差要求，所以要加工的槽，在其槽兩側(cè)有平行度公差和對(duì)稱度公差要求等。因?yàn)榱慵某叽缇?、幾和形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或不見的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工必須保證精度要求。1.2 確定生產(chǎn)類型根據(jù)生產(chǎn)類型選擇設(shè)備，在大批量生產(chǎn)中可采用高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。1.2 確定毛坯類型及尺寸1.2.1 確定毛坯類型零件材料為HT200，考慮到車床加工中的變速雖然不像其他機(jī)器那么頻繁。但是，零件在工作過程中，有人經(jīng)常要承受變載荷級(jí)沖擊性載荷，且它的外型復(fù)雜，不易加工。因此，因該選用鑄件以提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保證精度，由于零件的年生產(chǎn)量已達(dá)到小批量生產(chǎn)，零件尺寸輪廓不大，故可采用金屬型鑄造，這樣可以提高生產(chǎn)效率，保證精度。1.3定位基準(zhǔn)的選擇1 粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1） 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，選擇底面作為撥叉加工粗基準(zhǔn)。2 精基準(zhǔn)選擇的原則（1） 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。（2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。（3） 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。2.1.1制定工藝路線對(duì)于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉的加工的第一個(gè)工序也是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體工序是先以小頭孔左端面為粗基準(zhǔn)，粗、精加工小頭孔右端面，再以右端面為基準(zhǔn)加工小頭孔，在后續(xù)的工序安排中都是以小頭孔為基準(zhǔn)定位。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。2.1.2 確定工序的原則一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。一般采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和專用夾具組織流水線生產(chǎn)。2.1.3 工序的特點(diǎn)制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。一般采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和專用夾具組織流水線生產(chǎn)。2.1.4 加工精度的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段：（1）粗加工階段一般粗加工的公差等級(jí)為。粗糙度為。（2）半精加工階段半精加工的公差等級(jí)為。表面粗糙度為。（3）精加工階段.精加工的加工精度一般為，表面粗糙度為。2.1.5 制定工藝路線 加工工藝路線工序號(hào)工序內(nèi)容工序一鑄造。工序二熱處理。工序三粗、精銑44孔上端面。工序四鉆、擴(kuò)、鉸20孔。工序五粗、精銑44孔兩側(cè)面。工序六粗、精鏜44孔。工序七銑下平面。工序八粗、精銑25槽。工序九粗銑斜槽底面。工序十切斷。工序十一檢查。2.2機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料為HT200，硬度190210HB，生產(chǎn)類型單件小批量，鑄造毛坯。2.2.1 毛坯的確定（一） 毛坯的工藝要求（1）由于鑄造件尺寸精度和表面粗糙度值低，因此零件上有與其它機(jī)件配合的表面需要進(jìn)行機(jī)械加工。（2）為了使金屬容易充滿膛摸和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直。（3）鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。（4）鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。（二） 毛坯形狀、尺寸要求（1）各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。（2）工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。（3）便于裝夾、加工和檢查。（4）結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。2.2.2 撥叉的偏差計(jì)算（一） 撥叉平面的偏差及加工余量計(jì)算（1）側(cè)平面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。其粗銑為IT12。精銑：其余量值規(guī)定為。鑄造毛坯的基本尺寸為，鑄件尺寸公差為。毛坯的名義尺寸為：毛坯最小尺寸為：毛坯最大尺寸為：粗銑后最大尺寸為：大頭孔兩側(cè)面的偏差及加工余量計(jì)算（2）兩側(cè)面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。其粗銑為IT12。精銑：其余量值規(guī)定為。鑄造毛坯的基本尺寸為，鑄件尺寸公差為。毛坯的名義尺寸為：毛坯最小尺寸為：毛坯最大尺寸為：粗銑后最大尺寸為：精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。（二） 大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算孔20H9：鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是擴(kuò)孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是鉸孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是根據(jù)工序要求，小頭孔分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序，各工序余量如下：鉆20H9孔確定工序尺寸及加工余量為：加工該組孔的工藝是：鉆擴(kuò)鉸鉆孔： 18 擴(kuò)孔：19 （Z為單邊余量）鉸孔： 20 （Z為單邊余量）鏜孔44加工該組孔的工藝是：粗鏜精鏜粗鏜：44孔，其余量值為；精鏜：44孔，其余量值為；鑄件毛坯的基本尺寸分別為：44孔毛坯基本尺寸為： ，鍛件加工該孔經(jīng)濟(jì)精度為IT9。 44孔毛坯名義尺寸為：；粗鏜工序尺寸為：44 精鏜工序尺寸為：44 （三） 粗、精銑25+0.5 0槽得其槽邊雙邊機(jī)加工余量2Z=2.0mm，槽深機(jī)加工余量為2.0mm，再由刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為+0.6 0，精加工為+0.6 0。槽的毛坯為一個(gè)整體：粗銑兩邊工序尺寸為：14+0.110 粗銑槽底工序尺寸為：6精銑兩邊工序尺寸為：16+0.013 0，已達(dá)到其加工要求：16+0.12 0。2.3 確定切削用量及基本工時(shí)2.3.1工序2：加工孔20到要求尺寸工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?0mm，公差為H9，表面粗糙度Ra3.2。加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔20mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔20mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量 ，由于孔深度比，故。取。鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 ，由插入法得 ， ，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。，故取。實(shí)際切削速度為 ，故 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： 式（4.3) 刀具切出長(zhǎng)度： 取機(jī)動(dòng)時(shí)間：（2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量 f表（0.70.8）mm/r0.70.490.56 mm/r。取=0.57mm/r。2）確定切削速度及 取故 實(shí)際切削速度為=21.3m/min切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度，有：刀具切出長(zhǎng)度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：（3）確定鉸孔切削用量1）確定進(jìn)給量 ，取。2）確定切削速度及 取。故取，實(shí)際鉸孔速度 機(jī)動(dòng)時(shí)間=0.53min4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：鉆孔：18mm，擴(kuò)孔：19mm，鉸孔：20mm，2.3.2 工序3 粗、精銑兩側(cè)面（1）粗銑兩側(cè)面機(jī)床：組合銑床刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：取銑削速度：取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得， 實(shí)際銑削速度： v=2.49m/s 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長(zhǎng)度： 式（4.4） 刀具切入長(zhǎng)度=19mm刀具切出長(zhǎng)度：取機(jī)動(dòng)時(shí)間=0224m（2）精銑兩側(cè)面 機(jī)床：組合銑床刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得， 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取機(jī)動(dòng)時(shí)間=0.26min2.3.3 工序4 粗、精鏜44孔機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：（1）粗鏜44孔切削深度：，毛坯孔徑。進(jìn)給量：確定進(jìn)給量。切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得，實(shí)際切削速度：工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度=5.81mm刀具切出長(zhǎng)度： 取機(jī)動(dòng)時(shí)間=0.11min（2）精鏜44孔切削深度：，半精鏜后孔徑進(jìn)給量：確定進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度，：工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度： 取機(jī)動(dòng)時(shí)間：所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)2.3.4工序5：粗、精銑下平面（1）粗銑下平面工件材料: HT200，鑄造。加工要求：粗銑下平面。機(jī)床：立式銑床X52K。刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量銑削速度：取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知。刀具切出長(zhǎng)度：取機(jī)動(dòng)時(shí)間=0.13min（2）精銑下平面 工件材料: HT200，鑄造 加工要求：粗銑下平面。機(jī)床：立式銑床X52K。刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度：每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得，實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取機(jī)動(dòng)時(shí)間=0.2min2.3.5 工序6：粗、精銑槽（1）粗銑25槽機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 機(jī)床：X52K 切削深度刀具：整體直齒銑刀 Z=20 D=100 進(jìn)給量,切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.4）得，取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度=52mm刀具切出長(zhǎng)度：取機(jī)動(dòng)時(shí)間=0.82min（2）精銑25槽刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀切削深度：進(jìn)給量,切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得，取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間2.3.6 工序7 粗銑斜平面 工件材料； HT200，鑄造 機(jī)床：X52K。刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度：每齒進(jìn)給量 銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得， 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：根據(jù)零件圖可知 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知。刀具切入長(zhǎng)度： =52mm 式（4.5）刀具切出長(zhǎng)度：取機(jī)動(dòng)時(shí)間=0.26min2.3.7工序8 銑斷機(jī)床： 刀具：細(xì)齒鋸片銑刀D=100 L=4 d=22 Z=80 切削深度：進(jìn)給量,切削速度。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 取 實(shí)際切削速度=0.9m/s進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 機(jī)動(dòng)時(shí)間=0.28min第2章 夾具設(shè)計(jì)專用夾具設(shè)計(jì)2確定設(shè)計(jì)任務(wù)本夾具主要用來精銑25底槽，該底槽側(cè)面對(duì)中心線要滿足尺寸要求以及平行度要求。在精銑此底槽時(shí)，其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2.2 夾具設(shè)計(jì)方法2.2.1 夾具的類型確定(二)、夾具設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選用雙頭螺柱找中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。采用雙頭螺柱保證底槽加工的技術(shù)要求。同時(shí)，應(yīng)加螺母固定好雙頭螺柱，防止雙頭螺柱帶動(dòng)工件在X方向上的左右自由度。其中雙頭螺柱限制兩個(gè)移動(dòng)自由度;螺母限制軸向方向的移動(dòng)自由度。2、定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具體和雙頭螺柱的制造精度和安裝精度。3、夾具設(shè)計(jì)方案確定根據(jù)任務(wù)書要求，銑槽時(shí)要保證槽寬20H9，槽兩側(cè)面粗糙度3.2，底面粗糙度6.3，且要保證底面與雙頭螺柱中心尺寸30mm，以及槽兩側(cè)面的平行度誤差不大于0.15mm，現(xiàn)設(shè)計(jì)夾具方案有：方案一：采用壓板用螺栓聯(lián)接，利用汽缸夾緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時(shí)間短，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，但是成本高。方案二：采用定位銷，用雙頭螺柱、螺母聯(lián)接，利用手動(dòng)夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。本次設(shè)計(jì)零件為單件小批量生產(chǎn)，要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案二，利用雙頭螺柱、螺母手動(dòng)夾緊，定位銷定位。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)采用帶肩螺母,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一個(gè)正確的安裝位置，以便有利于銑削加工。安裝工件時(shí)，先將工件孔裝入定位雙頭螺柱，用帶肩螺母擰緊，夾緊工件。(三)、 切削力及夾緊分析計(jì)算刀具材料：（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： D=100mm z=20, Sz=0.05mm/z, ap=16mm由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： Fc=Cpap0.83sz0.65D-0.83BzKp 式（2.1）查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表得：對(duì)于灰鑄鐵： 式（2.2）取 ， 即所以 F=510160.830.050.65100-0.830.9616=222N由金屬切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ：FCN=0.9Fc=199.8N （對(duì)稱銑削） 式（2.3）背向力：Fp=0.55Fc=122.1N根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（2.4） 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式（2.5）式中：為各種因素的安全系數(shù)，見機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表可得： 所以 Wk=KFc=493.95N 式（2.6） Wk=KFCN=449.55M 式（2.7）N Wk=KFp= 274.725N 式（2.8）由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： N 式（2.9）式中參數(shù)由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得： 其中： 螺旋夾緊力：易得：經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。3、定位誤差分析該夾具以平面雙頭螺柱定心，雙頭螺柱定心元件中心線與底槽側(cè)面規(guī)定的垂直度偏差0.5mm，槽的公差為mm。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 式（2.10）由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可得：、平面定位心軸定心的定位誤差 ：、夾緊誤差 ： 式（2.11）其中接觸變形位移值： 式（2.12）、磨損造成的加工誤差：通常不超過、夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點(diǎn)。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，雙頭螺柱采用可換的。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一個(gè)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。參考文獻(xiàn)1艾興，肖詩綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)M.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，19942何慶，李郁.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)教程M.北京:電子工業(yè)出版社，2012.83鄒青，呼詠.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程M北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011.620