CA6140車床撥叉[831005] 加工工藝及銑40×28上平面氣動夾具設計【氣缸夾緊】[含CAD圖紙和文檔所見所得]

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On the one hand, due to the welding process development of industrial production made high demands on the other hand, science and technology, in order to improve the development of welding technology has opened up new avenues. In order to meet the needs of Chinas modernization, believe clamp technique will be more rapid development, and play a more important role in the development of industrial production. Parts fork foundation dedicated fixture design process planning and process design. Fork portion of the outer surface of the main processing, the stepped surface and the bore. In general, to ensure the machining accuracy of the machining accuracy of the plane than to ensure easy. Therefore, the first principle to follow trough surface design. Process and clear the hole and the plane is divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. After the first series of supporting hole machining flat top position, except that each process subsequent arrangements for dealing with the process of the hole with the top surface and other machining operations mainly deal with the positioning holes and planes. The use of special fixtures, jigs, fixtures clamping, automatic folder more choices, reliable clamping mechanism is not self-locking. Therefore, high production efficiency. For high-volume production lines. Able to meet the design requirements. 目 錄 第 1 章 緒論 .1 第 2 章 零件的分析 .2 2.1 零件的分析 .2 2.1.1 零件的作用 .2 2.1.2 零件的工藝分析 .2 2.2 工藝規(guī)程設計 .2 2.3 制定工藝路線。 .3 2.4 機械加工余量。 .4 2.5 確定切削用量及基本工時。 .5 第 3 章 銑上平面夾具設計 .12 3.1 研究原始質(zhì)料 .12 3.2 定位基準的選擇 .12 3.3 切削力及夾緊分析計算 .13 3.4 誤差分析與計算 .14 3.5 零、部件的設計與選用 .15 3.6 夾具設計及操作的簡要說明 .16 總 結 .18 致 謝 .19 參 考 文 獻 .21 1 第 1 章 緒論 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。 零件加工工藝及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。 2 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給定的零件是 CA6140 撥叉（見附圖 1）它位于銑床變速機構中，主要起換檔，使 主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。寬度為 18+0.0120mm 的槽尺 寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑 移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙 很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精 度。所以，寬度為 18+0.0120mm 的槽和滑 移齒輪的配合精度要求很高。 2.1.2 零件的工藝分析 CA6140 撥叉共有兩組加工表面。 1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面 這一組面包括 25+0.230mm 的六齒方花鍵孔、22 +0.280花鍵底孔兩端的 2X150到 角和距中心線為 27mm 的平面。 2. 以工件右端面為基準的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 的槽 經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專 用夾具加工另一組表面。 2.2 工藝規(guī)程設計 (一) 確定毛坯的制造形成 零件材料 HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此 選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領為中 批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查金屬機械加工工藝人 員手冊表 5-5 取等級為 2 級精度底面及側面澆注確定待加工表面的加工余量為 30.8mm。毛坯零件圖如下圖： （二）基準的選擇。 1. 粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以 40 的外 圓表面的粗基準。 3 2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的 A 面為精基準。 2.3 制定工藝路線。 方案一 工序： 1. 粗、精銑端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15倒角。 2. 粗、精銑削 B 面。 3. 銑削 8+0.030mm 的槽。 4. 銑削 18+0.0120mm 的槽。 5. 拉花鍵。 方案二 工序： 1. 粗、精銑端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15倒角。 2. 以 40mm 圓柱面為粗基準。 3. 拉花鍵。以 A 面為基準， 4. 銑削槽 B 面。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 X62W 臥式銑床加專用 夾具 5. 銑削 8+0.030mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 X62W 臥式銑床 加專用夾具。 6. 銑削 18+0.0120mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 X62W 臥式銑床 加專用夾具。 方案分析： 上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中 2.3.4 工序 很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案 二中的 3.4.5 道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和 A 面作為 3.4.5 道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠， 最終擬定的方案如下： 工序號 工序名 稱 工序內(nèi)容 車 間 工 段 設備 10 鑄造 鑄造毛坯 ，時效處理 20 銑 銑左端面 機 二 銑床 X52K 4 30 銑 銑右端面 機 二 銑床 X52K 40 鉆 鉆花鍵底孔 機 二 鉆床 Z525 50 鉆 擴花鍵底孔 機 二 鉆床 Z525 60 倒角 倒角 2x15 機 二 鉆床 Z525 70 拉 拉六齒方型花鍵 機 二 拉床 80 銑 粗銑 B 面 機 二 銑床 X62W 90 銑 精銑 B 面 機 二 銑床 X62W 100 銑 銑 800。03mm 的槽 機 二 銑床 X62W 110 銑 銑 1800。12mm 機 二 銑床 X62W 120 磨 磨寬為 1800。12mm 的槽 機 二 磨床M114W 130 鉗 去毛刺 140 檢 檢驗入庫 2.4 機械加工余量。 CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量為 1.0 kg b =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為 由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。 根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺 寸以毛坯尺寸如下： 1. A 面的加工余量 A 面有 30.8mm 的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除 2. 矩形花鍵底孔。 要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為 22 0+0.28，見零件 圖，參照金屬機械加工工藝人員手冊 表 3-59 確定孔加工余量的分配。 鉆孔 20mm 擴孔 21mm 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照金屬機械加工工藝人員手冊 取 2=1mm 3. B 面的加工余量。 此工序分 2 個工步 1、粗銑 B 面 2、精銑 B 面。 精加工余量為 0.2mm 粗銑加工余量為 2.8mm 5 2.5 確定切削用量及基本工時。 工序 20 ：銑左端面 機床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，此為粗15YT0Dm5Z 齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 3表 2.473，取 ：根據(jù)參考文獻3表f ./fa 2.481，取銑削速度 .8/Vs 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 3表 2.473，取 根據(jù)參考文獻3表f Zmf/18.0 2.481，取銑削速度 2.47/ 機床主軸轉速 ：n10601.97/in3.1rd 按照參考文獻3表 3.174，取 5n 實際銑削速度 ：v .42.4/1060nvms 進給量 ： fV18760.12/ffaZs 工作臺每分進給量 ： m./475minfV ：根據(jù)參考文獻 3表 2.481,取aa 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l1l68l 刀具切入長度 ：1 210.5()(3lDa60)2m 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt 1240.36in7.5jmlf 機動時間 ： 1jt 682.19i.jlf 所以該工序總機動時間 10injjtt 工序 50：粗、精銑右端面。 機床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) 8，此為細齒銑15YT0Dm 刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m 6 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 3表 2.473，取 根據(jù)參考文獻3表fa Zmaf/18.0 2.481，取銑削速度 2.47/Vms 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 3表 2.473，取 ：根據(jù)參考文獻3表f .5/f 2.481，取銑削速度 .8/ 機床主軸轉速 ：n1026053/in3.14rd 按照參考文獻3表 3.131，取 實際銑削速度 ：v .1603.14/dnms 進給量 ：fV0.58/2ffaZ 工作臺每分進給量 ： m7/infVs 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ，l14l68l 刀具切入長度 ：精銑時11lD 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt 12402.34min7jmlf 機動時間 ：jt 68.ijlf 所以該工序總機動時間 20.5injjtt 3、鉆孔、擴孔、倒角。 （1） 、鉆孔 鉆頭選擇：見切削用量簡明手冊表 2.2 鉆頭幾何形狀為（表 2.1 及表 2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)： 20 =30，2=118，2=70，b=3.5mm ,ao=12, =55,b=2mm，=4mm。 根據(jù)切削用量簡明手冊表 2-9 確定 f=0.48 、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表 2.9 ,當 b210MPa 020.5mm 可確定 f=0.75。 按 C3163-1 銑床說明書 取 f=0.62mm/n. 、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表 2.21，當 do=20mm、鉆頭最大磨損量取 0.6 壽命 T=45min. 、切削速度 由切削用量簡明手冊 ，表 2.15 得 =21m/min n=1000V/ D=334.4 由機床技術資料得和 334.4 接近的有 280n/m 和 400n/min 7 取 280n/min 取 n=280m/min. 實際=17 m/min 、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280 x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 +=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280 x0.62=0.32 (min) （2） 、擴孔 刀具直徑 do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停銑和調(diào)換走刀量等輔助時間，n 和 f 都不 變，所以 Tm 同上 Tm=0.32 倒角刀具 15锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。 （3） 、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 按切削用量簡明手冊表 1.2 可以查出 當 160245HBS 2.8 0.6 41min 3.4kw 按 C 銑床說明書 主電機功率11 可見比小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表 2.21 當21 0.64 查得轉矩61.8 N.M 切削用量簡明手冊表由表 2.32 得功率公式 C McVc/30do=61.8x17/30 x21=1.67km 按 C 銑床說明書 主電機功率11 可見C 比小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要 工序 拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒 為 0.06mm, 拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min) 切削工時 t=Zblk/1000vfzZ 式中： Zb 單面余量 1.5mm(由 21mm拉削到 25mm)； 8 L 拉削表面長度，80mm； 考慮校準部分的長度系數(shù)，取 1.2； k 考慮機床返回行程系數(shù)，取 1.4 ； v 拉削速度（m/min） ； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=80/127 其本工時 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min) 工序 粗銑，精銑 B 面。 加工要求：粗銑 B 面，精銑 B 面，Ra=3.2 。 用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm 機床 ：62W 加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm 1. 粗銑 1) 選擇刀具 根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.1 銑削寬度 ae5mm時。直徑為 do=50mm 故 齒數(shù)，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀 銑刀幾何參數(shù)（表 3.2）rn=10ao=16 2) 切削用量 留精銑的加工余量為 0.2，所以本道工步切削寬度 ac2.80.8，由于加工表 面精度要求 Ra=3.2 um.根據(jù)表 3.5 得每轉進給量0.5mm/r 就能滿足要求， 但考慮到62W 功率為 7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和62W 銑床說明書 所以 每轉進給量0.6mm/r 3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7、銑刀刀齒后 刀面的最大磨損量為 0.6 鑲齒銑刀 do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表 3.8） 4) 決定切削速度 Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.9 確定 Z=8, aP=40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0.0750.1mm/z Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) 9 Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000 x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160 x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160 x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊 表 3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)： 故 Pct0.8, 根據(jù) X62W 型銑床說明書，機床主軸允許的功率為 Pcm=7.50.75=5.63kw 故 PccPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z 6) 基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm 2. 精銑 1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為 0.2，所以本道工步切削寬度 ae0.2mm，0.6 3）決定切削速度 Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.9 確定 ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/ d=(1000 x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 n=210r/min Vf=nf=210 x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+=14mm 工序 銑削 8+0.030mm 槽。 加工工件尺寸：8 +0.030mm , 長度 L=40mm 10 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級 K8）加工余量 8 用乳化液冷卻 機床：X62W 1) 選擇刀具：由加工尺寸公差 0-0.3 。所以銑刀精度為精密級 K8 銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15 ao=12an=6Z=16 2) 選擇切削量 由于槽的深度為 8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm 由切削用量簡明手冊表 3.3 確定 f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取 f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7,得最大磨損量 為 0.5 由表 3.8 確定刀具壽命：T=100min 其中 4) 決定切削速度 Vc 和每齒進給量 Vf、由切削用量簡明手冊3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =82.86m/min n=1000Vc/ do=100082.86/3.1463=418.87r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 nc=375r/min 實際速度 Vc= donc/1000=74.2m/min 選 Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選選 Vf=110mm/min fzc=110/37516=0.018mm/z 5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.28 公式 圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表 28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65 ，UF=0.83 ，WF=0，qF=0.83 ，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù) X62W 型銑床說明書，功率足夠。 6) 基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+=14mm 工序銑寬為 180+0.12mm 槽 加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬 180+0.12mm，長 L=40mm，加工余 11 量 23mm 由于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所 以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm， 1) 選擇刀具 銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15 ao=12an=6Z=24 2) 選擇銑削用量 由于槽的寬度為 18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm 由切削用量簡明手冊表 3.3 確定 f=0.5mm/r 現(xiàn)取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7,得最大磨損量 為 0.5 由表 3.8 確定刀具壽命：T=100min 其中 4）確定切削速度 Vc 和每齒進給量：決定切削速度 Vc 和每齒進給量 Vf、由切削用 量簡明手冊3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98.6m/min n=1000Vc/ do=100098.6/3.14100=314r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 nc=300r/min 實際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 選 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選選 Vf=150mm/min fzc=150/30024=0.020mm/z 5）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+=20mm i=2(走兩次) 工序 磨 18mm 槽， 保證尺寸 18mm 1) 選擇砂輪。 見切削手冊第三章中磨料選擇各表，結果為 GZ46KV6P35040127 其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪 12 堵塞，所以選用為粒度為 46#，硬度為軟 2 級。 平型砂輪，其尺寸為 16640（DdH） 。 2) 切削用量的選擇。砂輪轉速 n 砂 =3000r/min(見機床說明書)， v 砂 =2.5m/s 進給量 f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm 3) 切削工時。當加工 1 個表面時 Tm=(L+y+)i K/50=3.1min 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入 機械加工工藝卡片中，見附后表。 13 第 3 章 銑 4028 上平面夾具設計 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑 4028 上平面，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要 求。在銑此面時，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提 高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 3.2 定位基準的選擇 本次課設是要為此圖 1-3-1 中的銑端面夾具，最終實現(xiàn)將工件定位，更加精確和方 便的完成銑面工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證 工件所要求的加工精度。 零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件 在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體結構的依據(jù),本工件放置方法應如圖 1- 3-1 所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準、已加工表面、待加工表面，以及本工 序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面決定了機床夾具的方位方案， 如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采 用的機床加工方法，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工 表面是選擇機床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機構要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定 位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。 28 27 40 8+0.080 10 18+0.0120 26 73 5034 18 15? 8 2 1.6 1.6 3.23.2 3.2 3.2 3.2 3.2 25+0.0230 22 +0. 20 6.3 R206 +0. 06 -0. 03 6.3 3.2 3.2 1.6 14 3.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 015001頂 刃 0n側 刃 6015 30rK40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2 由參考文獻55 表 129 可得銑削切削力的計算公式： 0.98.0.135pzFafBzn 有： 0.9.8.1.10.12054836.2()N 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夾緊最不利的瞬 間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù) 作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5121 可知其公式參數(shù)：6 13456.,.0,.,3KK 由此可得： .10.31.056 所以 8245()KWFN 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定 選用氣缸驅動的夾緊機構。 選用氣缸缸桿為 30mm 的。當壓縮空氣的壓力為 2.5MPa 時，由氣缸產(chǎn)生的 夾緊力為： 176()NAP 由上述計算易得： ，所以本次設計的夾具可安全工作。 KW 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 3.4 誤差分析與計算 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)定的尺 寸公差。 15 gwj 與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻5可得： 定位誤差 ： 11minDWd 1 2min2i. dJWarctgL 其中： ，10.52D20D ，d.3d ， minmin4 夾緊誤差 ： cos)(inaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj5. 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的設計與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。 通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的 T 型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方 向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷， 加強加工夾具牢固。 根據(jù) GB220780 定向鍵結構如圖所示： 16 o 圖 2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結構尺寸如表 5.4： 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱 尺寸 允 差 D 2h 14 0.012 0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結構如圖 5.3 所示： 17 標 記四 周 倒 圓 圖 2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5： 表 2.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 0.006 0.25 3.6 夾具設計及操作的簡要說明 當夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊 的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了氣動夾緊方式，在夾緊和松開工件時 比較費時費力。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛 的應用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了氣動夾緊方式（氣 缸驅動夾緊機構） 。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾 緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取 18 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。 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步。 19 致 謝 這次課程設計使我收益不小，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課程設計。 課程設計是將大學所學的知識融合在一起，綜合運用所有的相關專業(yè)知識，是課本知識在實 際中的應用。通過這次課程設計，使我的專業(yè)知識在原有的基礎上得到更加的鞏固和提高，這離不 開老師和同學們的幫助。本設計分析是在老師的指導下完成的，在分析的過程中，尹長城老師給了 我很大的鼓勵，在設計分析中引導我去思考了更多的設計思路，增強了我的學習能力，與我們一起 討論問題，使我對分析有了更清晰明確的認識，使我受益非淺。 課程設計是我們的專長，這是我們走向社會化，專業(yè)化的工作中必不可少的過程中前實際訓 練綜合應用。 “千里之行始于足下” ，通過課程設計，讓我深深體會到永恒的那句詞的真正含義。 我認真地把今天的課程設計，學習踏踏實實地采取這一步驟是在社會穩(wěn)定的未來潮流的運行打下了 堅實的基礎。 說實話，課程設計是真的累了。但一開始清理自己的設計成果，仔細琢磨課程設計的思路， 成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學會了如何完成，我的生活的小勝利，但它 讓我感覺更成熟了。 通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細致。課程設計過程中，許多計算 有時不免令我感到有些心煩意亂；有時應為不小心計算出錯，只能毫不留情地重做。但一想起老師 平時多耐心的教導，想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令 世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責、一絲不茍的良好習慣。 經(jīng)歷了課程設計，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正的貧乏，自己綜合運用所學專業(yè)知 識的能力是如此的不足，幾年來學習了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。想到這里，我真 的有點心急了。 由于畢業(yè)時間的倉促，很多本來應該弄懂弄透的地方都沒有時間去細細追究來源，比如網(wǎng)格 劃分的控制、坐標系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學里學的只是一個大體上的方向， 離實際應用還有太遠的距離。但我相信方向才是最重要的，因為方向確定了，就會用最少的精力做 好事情，這對于我以后的工作至關重要。因為在實際生產(chǎn)生活中，要從事的工種是千差萬別的，只 有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的崗位，個人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出 一些貢獻。 這次課程設計成績的取得，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 20 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。 21 參 考 文 獻 1 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽銑廠工人大學，機床夾具設 計手冊M ，上海：上?？茖W技術出版社，117130。 2 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導 。機械工業(yè)出版社，117175。 3 李慶壽。機床夾具設計 。機械工業(yè)出版社，117171。 4 李洪。機械加工工藝手冊 。北京出版社，117130。 5 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊 。上?？茖W技術出版社， 2544。 6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊 ?；瘜W工業(yè)出版社， 2544。 7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社， 117175。 8 周永強，高等學校課程設計指導M ，北京：中國建材工業(yè)出版社，2555。 17 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學技術出 版社，11787。 10 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊 。上?？茖W技術出版社，2555。 11 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽銑廠工人大學。機床夾具設 計手冊.上?？茖W技術出版社，11784。 12 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社， 117171。 17 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M，中國計量出版社， 2555：17-117。 14 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M ，上?？茖W技術出版社，2555。 15 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17