固定耳板的機械加工工藝與鉆4-φ11孔夾具設計

固定耳板的機械加工工藝與鉆4-φ11孔夾具設計,固定,機械,加工,工藝,11,十一,夾具,設計 XX大學 畢業(yè)設計論文 固定耳板的加工工藝與鉆夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘 要 固定耳板零件加工工藝及鉆床夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關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計，選擇設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；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 27 Abstract The fixed lug parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Keywords: Process, Cutting dosage, Clamping, Positioning, 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 序 言 6 第2章 零件的分析 7 2.1零件的形狀 7 2.2零件的工藝分析 7 第3章 工藝規(guī)程設計 8 3.1 確定毛坯的制造形式 8 3.2 基面的選擇 8 3.3 制定工藝路線 8 3.3.1 工藝路線方案一 8 3.3.2 工藝路線方案二 9 3.3.3 工藝方案的比較與分析 9 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 10 3.4.1 機床選用 10 3.4.2 選擇刀具 10 3.4.3 選擇量具 10 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 3.6確定切削用量及基本工時 12 第4章 加工4-Φ11夾具設計 21 4.1夾具設計要求說明 21 4.2定位原理及其實現(xiàn) 21 4.3定位原件選擇 21 4.4夾緊機構的選擇 22 4.5零件的夾具的加工誤差分析 22 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 23 4.7 零件的專用夾具簡單使用說明 24 總 結 26 致 謝 27 參 考 文 獻 28 第1章 序 言 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水平的重要指標。 固定耳板零件加工工藝及鉆床夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。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，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設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)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是固定耳板零件，主要作用是起連接作用。 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，結構比較簡單。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Q235，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 固定耳板零件主要加工表面為：1. 銑削底面，表面粗糙度值為12.5。 2. 銑削左端面，表面粗糙度值12.5。 3. 銑削右端面，表面粗糙度值12.5。 4. 鉆擴鉸Φ45和鉆擴鉸Φ11，及表面粗糙度值3.2。 固定耳板共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)．端面的加工表面： ? ? 這一組加工表面包括：端面，內(nèi)孔。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。 (2). Φ45和Φ11的加工表面： 這一組加工表面包括：鉆擴鉸Φ45和Φ11孔。 第3章 工藝規(guī)程設計 本固定耳板假設年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。 該零件材料為Q235，依據(jù)設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為Q235，年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用型材，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，也是應該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇，對像固定耳板這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(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，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 10 開料 型材開料毛坯 20 銑 銑大端面 30 銑 銑四周側面 40 車 車R193圓弧面 50 鉆 鉆擴鉸Φ45 60 鉆 鉆擴鉸4-Φ11 70 去毛刺 鉗工去毛刺 80 終檢 按圖樣要求檢驗 90 入庫 入庫 3.3.2 工藝路線方案二 10 開料 型材開料毛坯 20 銑 銑大端面 30 銑 銑四周側面 40 車 車R193圓弧面 50 鉆 鉆擴鉸Φ45 60 鉆 鉆擴鉸4-Φ11 70 去毛刺 鉗工去毛刺 80 終檢 按圖樣要求檢驗 90 入庫 入庫 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 開料 型材開料毛坯 20 銑 銑大端面 30 銑 銑四周側面 40 車 車R193圓弧面 50 鉆 鉆擴鉸Φ45 60 鉆 鉆擴鉸4-Φ11 70 去毛刺 鉗工去毛刺 80 終檢 按圖樣要求檢驗 90 入庫 入庫 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①. 工序40用6140車床加工，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CA6140１型臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序50、60是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 ③.工序20-30是銑削加工,這兩個面的要求精度不高,從經(jīng)濟角度看,采用X52K銑床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、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)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，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 “固定耳板” 零件材料為Q235，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鐵的性能比較，鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），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100~2000kg） 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) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 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 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 工序10：無切削加工，無需計算 工序20：銑大端面 機床：立式銑床 X52K 已知工件材料為Q235，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r=10°，a=12°，β=45° 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，X52K立式臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm，耐用度T=180min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)X52K立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==56.52m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 4.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)X52K型立式銑床說明書可知：機床主軸主電動機允許的功率P= P×P P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw 因此機床功率能滿足要求。 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==4.6min 工序30、銑四周側面 本工序為銑四周側面。選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=50mm，齒數(shù)z=8。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，查得每齒進給量f=0.20～0.30mm/z、現(xiàn)取f=0.20mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度和每齒進給量f 根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根據(jù)X6132銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==23.55m/min 實際進給量： f= f==0.23mm/z 4.校驗機床功率 依據(jù)上道工序校驗的方法，根據(jù)資料所知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知機床功率能夠滿足要求。 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==4.3 min 工序40 確定車R193圓弧面切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= ⑥.計算基本工時 （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=126+= == 工序50、確定鉆擴鉸Φ45切削用量 本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用CA6140，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰口鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 工序60：鉆擴鉸4-Φ11孔兩端倒角。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔4×Φ11mm 鉆孔4×Φ11mm時先采取的是鉆Φ10.8mm孔，再鉸孔到Φ11，所以。 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： (2) 鉸孔Φ11 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。 切削深度：，且。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～58，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～60，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表3.1～31取 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 該工序的加工機動時間的總和是： 第4章 加工4-Φ11夾具設計 4.1夾具設計要求說明 夾具是根據(jù)機床的工藝和結構方案的具體要求而專門設計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位、夾壓、刀具的導向以及裝卸工件時的限位等作用。因此，該臂板孔加工鉆夾具的設計要求主要有以下幾個方面： 1、滿足尺寸精度要求 長短臂板主要保證芯板組件組合后的產(chǎn)品安裝連接尺寸，H1、H2。四個孔之間的相對位置關系。長短臂板與芯板連接后的H3尺寸。還要保證鉸制孔與長短臂板兩個側面的垂直度，鉸制孔與鉸制孔之間的相對位置，鉸制孔到芯板部件圓心的的距離，鉸制孔與萬向套孔之間的相對位置。 2、夾具具備通用性 由于離合器的類型多樣性與各個廠家的要求不一樣，所以加工類型屬于多品種、小批量生產(chǎn)，為降低夾具的制作成本，要求一副夾具加工范圍涵蓋各個規(guī)格品種。在更換不同類的工件后夾具不需要大幅度調(diào)整，操作需要簡單方便快捷。 通用性也是本夾具考慮的重點，是本夾具的核心所在。通過觀察圖紙發(fā)現(xiàn)長短臂板有一個共同的特點，就是都有一個萬向套孔，而且它的精度要求、形位公差要求都比較高適合以這個孔定位。所以一面兩銷的定位方法比較適合本工件。也能實現(xiàn)夾具的通用性。 3、安裝調(diào)試方便 夾具要具有安裝方便，調(diào)試簡單，通用性強等優(yōu)點。 4.2定位原理及其實現(xiàn) 根據(jù)被加工零件的結構特征，選擇“一面兩銷”的定位原理，其定位基準如圖3所示。根據(jù)六點定位原理，即以工件的內(nèi)孔為定位基準面，約束了Z向的移動； x向的轉(zhuǎn)動； Y向的轉(zhuǎn)動3個自由度。套在萬向套孔上的芯軸約束了X向的移動； y向的移動2個自由度。軸承與工件上接觸的兩點形成一條線約束了Z向的1個轉(zhuǎn)動自由度。這樣工件的6個自由度被完全被消除，獲得到了完全定位，所以本夾具完全符合六點定位原理。 4.3定位原件選擇 如圖3所示，定位套臺階面與定位頂塊臺階面來保證工件的水平。定位套的定位外圓和定位頂塊上的兩個軸承來保證工件XY平面上的位置。定位套選用Cr12淬火件來增加使用壽命，軸承屬于標準件采購方便也容易更換。 4.4夾緊機構的選擇 夾緊裝置中產(chǎn)生源動力的部分叫做力源裝置，常用的力源裝置有氣動、液壓、電動等夾緊裝置中直接與工件的被夾壓面接觸并完成壓夾作用的元件稱為夾緊元件，本設計采用了手動螺母壓板夾緊，夾緊點如圖3黑色加粗點所示。因為本產(chǎn)品不是大批量單一性的工件，所以如果采用氣動或者液壓夾緊方式的話有點大材小用，浪費人力物力財力顯得有點劃不來。本工件只需要加工四個孔，切削力實驗后發(fā)現(xiàn)手動夾緊方式完全滿足要求。綜合考慮手動壓板壓緊機構是最優(yōu)的選擇。 5、使用說明 工件安裝時，用壓板或者螺栓將夾具固定在工作臺上，用百分表校準夾具的平行度。這樣就可以保證長短臂板的萬向套孔與加工后的四個鉸制螺釘孔的圓弧中心在一直線上，從而保證芯板部件的技術尺寸要求。 本套夾具的使用首先要根據(jù)長短臂板的萬向套孔選擇合適的定位套，然后根據(jù)長短臂板的大小調(diào)整定位楔塊的前后距離留一定的微調(diào)距離，最后微調(diào)夾緊。 4.5零件的夾具的加工誤差分析 工件在夾具上加工時，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： 根據(jù)上述“一面兩銷”定位原理，產(chǎn)生的定位誤差的的原因有兩個：一個是由于定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差△B，由于定位芯軸的基準為軸線與工件內(nèi)孔的定位基準軸線重合，此項誤差為零；二是由于定位副制造誤差引起的定位基準的位移，稱為基準位移誤差△Y。 式中：Xmax－定位副最大的配合間隙； Dmax－工件定位孔最大直徑； d0min－芯軸的最小直徑； －工件定位孔的直徑公差； －芯軸的直徑公差； —定位所需的最小間隙。 已知，定位內(nèi)孔的直徑公差為0.018mm，最小間隙Xmin取0.1mm，最大的配合間隙為0.2mm，因此，只需要將芯軸的制造公差控制在0.08mm以內(nèi)，即可保證定位精度。 （1）定位誤差 由于底面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的夾具總加工誤差是： 精度儲備： 故此方案可行。 4.6 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?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應有適當?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(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。 4.7 零件的專用夾具簡單使用說明 由于長短臂板的品種比較多，又是小批量生產(chǎn)。以前都是采用配做的方式來加工，所以造成了更換不易、加工困難、維護維修復雜同時也造成了極大的浪費。本夾具考慮到雖然長短臂板尺寸大小各有不同但是外形基本類似的特點，通過現(xiàn)有的萬向套孔和圓弧上兩點一線的一條邊來定位。 通用性的實現(xiàn)是通過更換定位套來配合長短臂板上的萬向套孔。萬向套的尺寸規(guī)格較少，完全可以每個尺寸配個定位套。然后前后移動中間可以移動的梯形滑塊來控制能加工長短臂板的大小。這個方法非常方便，而且梯形滑塊靠定位插銷來定位可以節(jié)省調(diào)節(jié)夾具的時間。擰動蝶形螺母來微調(diào)楔塊找正長短臂板的中心線，定位頂塊上與長短臂板接觸的是兩個小軸承更加方便找正中心，消除了定位不準確的可能。最后通過壓板壓緊。 本夾具實現(xiàn)了一副夾具可以加工所有長短臂板的夾具設計要求。而且夾具結構簡單，調(diào)試方便，更換零件容易，便于維修等優(yōu)點。 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本次設計的長短臂板通用夾具可以加工各個型號規(guī)格的長短臂板，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度，從而降低了零件的加工成本。同時采用“一面一銷一邊”的定位方式和手動壓板夾緊方法，保證了加工精度，提高了加工效率。并且在設計之中，盡量選用通用件，進一步減少了制造成本，從而增加了經(jīng)濟效益。本長短臂板通用夾具設計合理，符合實際應用，滿足加工要求，且較大部分采用通用件和標準件，制造成本合理，操作簡單，設備調(diào)整、維修方便。 （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(zhuǎn)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(zhì)量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)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。 總 結 畢業(yè)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。 畢業(yè)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，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [3] 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