法蘭盤831004的車φ100大法蘭端面和φ20孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含三維及非標(biāo)5張CAD圖

法蘭盤831004的車φ100大法蘭端面和φ20孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含三維及非標(biāo)5張CAD圖,法蘭盤,大法,端面,以及,20,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,設(shè)備,三維,非標(biāo),cad 摘 要 本次設(shè)計的題目是CA6140車床法蘭盤的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計，主要內(nèi)容如下： 首先，對零件進行分析，主要是零件作用的分析和工藝性分析，通過零件分析可以了解零件的基本情況，而工藝分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根據(jù)零件圖提出的加工要求，確定毛坯的制造形式和尺寸。 其次，進行基面的選擇，確定加工過程中的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。根據(jù)選好的基準(zhǔn)，制訂工藝路線，通常制訂兩種以上的工藝路線，通過工藝方案的比較與分析，再選擇可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證的一種較佳工序路線。 然后，根據(jù)已經(jīng)選定的工序路線，確定每一步的切削用量及基本工時，并選擇合適的機床和刀具和量具。 最后，設(shè)計車φ100大法蘭端面和φ20 0+0.045 孔夾具。設(shè)計車床夾具，首先要仔細分析被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)各零部件間的相對運動；根據(jù)各零件的使用要求，選擇相應(yīng)的材料。 完成車床夾具的所有設(shè)計后，用AutoCAD進行二維圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標(biāo)注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求；再畫出三維模型圖，最后進行論文的撰寫、整理、修改完成該設(shè)計。 關(guān)鍵詞： 機械，法蘭盤，加工工藝，夾具設(shè)計 I ABSTRACT The title of this design is the process specification and fixture design of ﹥ CA6140 lathe flange, the main contents are as follows: First of all, the analysis of parts, mainly the analysis of the role of parts and process analysis, through the analysis of parts can understand the basic situation of parts, and process analysis can know the processing surface and processing requirements of parts. According to the processing requirements of the part drawing, the manufacturing form and size of the blank are determined. Secondly, the selection of base plane is carried out to determine the rough and fine datum in the machining process. According to the selected benchmark, the process route is worked out. Usually, two or more process routes are worked out. Through the comparison and analysis of process schemes, a better process route can be selected to ensure the geometric shape, dimensional accuracy and position accuracy of parts. Then, according to the selected process route, determine the cutting parameters and basic working hours of each step, and select the appropriate machine tools, cutting tools and measuring tools. Finally, the fixture for turning the large flange end face of φ 100 and the hole of φ 200 + 0.045 is designed. To design the lathe fixture, first of all, we should carefully analyze the technical requirements of the parts to be processed, and use the basic principles and methods of fixture design to draw up the fixture design scheme; under the condition of meeting the processing accuracy, reasonable installation, positioning and clamping are carried out; after completing the fixture sketch, the connection relationship between parts and the fixing methods of screws, nuts and positioning pins are further considered to design The reasonable structure can realize the relative movement between the parts, and select the corresponding materials according to the use requirements of each part. After finishing all the design of the lathe fixture, AutoCAD is used to draw two-dimensional graphics. First, draw the assembly drawing, then draw the part drawing from the assembly drawing, and mark the relevant dimensions and technical requirements; then draw the three-dimensional model drawing; finally, write, sort out and modify the paper to complete the design. Key words: machinery, flange, processing technology, fixture design III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 緒論 1 第2章 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 2 2.1 零件的作用 2 2.2 零件的工藝性分析 2 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 4 3.1 確定毛坯的制造形式 4 3.2 基準(zhǔn)的選擇 4 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 4 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 5 3.3 工藝路線的擬定 5 3.3.1 選擇加工方法 5 3.3.2 劃分加工階段 6 3.3.3 安排加工順序 6 3.5 確定切削用量及基本工時 12 第5章 車床夾具設(shè)計 17 5.1生產(chǎn)條件 17 5.2零件工藝分析 17 5.3夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 5.3.1夾緊機構(gòu) 20 5.3.2 導(dǎo)向裝置的選擇 21 5.3.3機床夾具的總體形式 22 5.4繪制夾具零件圖 23 5.5 繪制夾具裝配圖 24 5.6誤差分析 26 5.6.1定位誤差 26 5.6.2產(chǎn)生定位誤差的原因 27 5.7定位誤差的計算 27 結(jié)論 29 致謝 30 參考文獻 32 V VI 第1章 緒論 法蘭盤類零件是在一個類似盤狀的金屬體的周邊開上幾個固定用的孔用于連接其它東西，此類零件在機械行業(yè)擁有非常重要的地位，其加工質(zhì)量和精度直接影響一臺機器的運作。因此，進行法蘭盤類零件加工工藝的研究，對于整個機械行業(yè)而言，有著舉足輕重的地位。 在提高工件加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上同時提高生產(chǎn)效率是大部分機械零件工藝設(shè)計的準(zhǔn)則，法蘭盤類零件也是如此。一個合格的零件工藝規(guī)程，應(yīng)該首先要求保證零件設(shè)計的尺寸和精度，其次要盡量合理地運用現(xiàn)有的工作條件，盡量減少輔助時間，提高生產(chǎn)效率。夾具的設(shè)計需要注意其精度對被加工工件精度的影響，務(wù)必確保使用夾具能夠保證設(shè)計精度。本設(shè)計均以上述各原則為基準(zhǔn)進行。 由于專業(yè)知識有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)給予指出。 1 第2章 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 2.1 零件的作用 CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標(biāo)明刻度，實現(xiàn)縱向進給。 圖2-1 CA6140車床法蘭盤模型圖 2.2 零件的工藝性分析 法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件，有一組加工表面，這一組加工表面以φ20mm的孔為中心，包括：φmm的外圓柱面及左右端面，尺寸為φmm的圓柱面，φ90mm的外圓柱面、左右端面及上面的4個φ9mm的透孔， φmm的外圓柱面及上面的φ6mmφ4mm的孔， φ90mm端面上距離中心線分別為34mm和24mm的兩個平面。 圖2-2 CA6140車床法蘭盤零件圖 零件各表面之間位置精度要求主要是：(1)φ100mm左端面與φ20mm孔中心軸的跳動度為0.03 ；(2) φ90mm右端面與φ20mm 孔中心軸線的跳動度為0.03 ；(3) φ45mm的外圓與φ20mm孔中心軸線的圓跳動公差為0.03 。 經(jīng)過以上對加工表面的分析，我們可先選定粗基準(zhǔn)，加工出精基準(zhǔn)所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，以此保證它們的位置精度。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，由于該零件主要承受靜壓力，因此選用鑄件。并且生產(chǎn)批量給定為中批生產(chǎn)，零件輪廓尺寸不大，毛坯結(jié)構(gòu)比較簡單，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，故采用金屬模鑄造，內(nèi)孔不鑄出，單件澆注。金屬模澆鑄有生產(chǎn)率高，單邊余量小，結(jié)構(gòu)細密等優(yōu)點。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度方面考慮也是應(yīng)該的。 3.2 基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)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)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 因此，定位基面的選擇應(yīng)該在保證加工精度的前提下使定位簡單準(zhǔn)確，加緊可靠，加工方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)的工序提供精基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常是不能兼顧的，但對于一般的回轉(zhuǎn)類零件來說，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)（這就是粗基準(zhǔn)選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取φ45外圓柱面和端面作為粗基準(zhǔn)。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個自由度，達到完全定位。 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。主要以Φ20mm內(nèi)孔和Φ100mm外圓左端面為精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。 3.3 工藝路線的擬定 工藝方案的擬定原則是：“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗”。 3.3.1 選擇加工方法 選擇加工方法，要首先考慮主要表面的加工方法，后考慮次要表面的。要先決定最終加工方法，再決定前面一系列加工方法。根據(jù)對被加工零件加工表面的精度和粗糙度要求，零件的結(jié)構(gòu)和被加工表面的形狀、大小等具體條件，選取最經(jīng)濟合理的加工方案。 查《現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)》[1]表1.2、表1.3、表1.4，選擇各表面加工方法如下： 表3-1 各表面所需加工方法 表 面 零件表面粗糙度 加 工 方 法 外圓表面 Ra=0.8 毛坯→粗車→半精車→精車 外圓表面 Ra=1.6 毛坯→粗車→半精車→精車→刻字劃線→鍍鉻 外圓表面 Ra=6.4 毛坯→粗車→半精車→精車 外圓表面 Ra=0.4 毛坯→粗車→半精車→粗磨→精磨→拋光 右端面 Ra=0.4 毛坯→粗車→半精車→粗磨→精磨→拋光 左端面 Ra=0.4 毛坯→粗車→半精車→粗磨→精磨→拋光 左端面 Ra=1.6 毛坯→粗車→半精車→精車 右端面 Ra=1.6 毛坯→粗車→半精車→精車 右端面 Ra=6.3 毛坯→粗車→半精車 內(nèi)孔 Ra=1.6 毛坯→鉆→擴→粗鉸→精鉸 距中心34mm表面 Ra=3.2 毛坯→粗銑→精銑 距中心24mm表面 Ra=0.4 毛坯→粗銑→精銑→磨 3.3.2 劃分加工階段 工藝路線一般可劃分為以下幾個階段： a) 粗加工階段：主要任務(wù)是去除各表面較大量的加工余量，獲得較高生產(chǎn)率。 b) 半精加工階段：為主要表面的精加工作準(zhǔn)備。c) 精加工階段：保證各主要表面達到圖紙規(guī)定的質(zhì)量要求。d) 光整加工階段：主要針對精度很高、表面粗糙度值很小，或零件圖紙有特殊要求的情況。 考慮到既能使零件的技術(shù)要求得以保證，又要使工序集中來提高生產(chǎn)率，將加工過程大致劃分為“毛坯→粗加工→半精加工→精加工”幾個階段。 3.3.3 安排加工順序 遵循“先粗后精、先主后次、先基面后其他”的原則，結(jié)合已經(jīng)選擇的加工方法和劃分的加工階段，擬定出兩套工藝路線方案，并經(jīng)過分析比較從中選出較佳方案。 （1） 工藝路線方案一 工序5 鑄造毛坯 工序10 粗車φ100mm柱體左右端面及外圓 工序15 粗車φ45，φ90的外圓，φ45、φ90右端面，φ90的倒角 工序20 鉆、擴、粗鉸、精鉸 φ20mm孔，車孔左端的倒角 工序25 半精車φ90外圓及右端面，車槽3×2，R5的圓角 工序30 半精車φ100左右端面及外圓，精車φ100的左端面 工序35 粗銑φ90的左端面；粗銑、精銑 φ90柱體右側(cè)面 工序40 鉆 4—φ9孔 工序45 鉆φ4孔，鉸φ 6孔 工序50 磨削φ100的右端面，φ90外圓及左右端面，φ45外圓 工序55 磨削φ100與 φ90外圓面 工序60 B面拋光 工序65 劃線、刻字 工序70 去毛刺 工序75 φ100外圓柱面鍍鉻鍍鉻 工序80 終撿 （2） 工藝路線方案二 工序 5 鑄造毛坯 工序 10 粗車100左端面及外圓柱面，粗車B面，粗車φ90外圓柱面，鉆φ20孔，擴φ20孔，粗鉸φ20孔，精鉸φ20孔 工序 15 粗車φ45右端面，粗車φ90外圓柱面，粗車φ45外圓端面 工序 20 半精車φ100端面，半精車φ100外圓柱面，半精車B面，半精車φ90外面柱面 工序 25 半精車φ45端面，半精車φ45外圓柱面，半精車φ90右端面 工序 30 精車φ100右端面，精車φ100外圓柱面，精車φ90外圓柱面 工序 35 精車φ45外圓柱面，精車φ90右端面，車φ20右側(cè)倒角，車3x2 退刀槽 工序 40 粗銑距中心34和24的平面，精銑距中心34和24的平面 工序 45 鉆4xφ9孔 工序 50 鉆φ4孔，擴φ6孔 工序 55 粗磨B面，精磨B面 工序 60 磨距中心24平面 工序 65 φ100柱面左側(cè)倒角，車φ45過渡圓弧R5，φ90柱面右側(cè)倒角，φ20右側(cè)倒角 工序 70 B面拋光 工序 75 劃線、刻字 工序 80 去毛刺 工序 85 φ100外圓柱面鍍鉻鍍鉻 工序 90 終撿 （3）工藝方案的比較與分析 上述兩種工藝方案的特點在于：方案二考慮以φ20孔為精加工基準(zhǔn)，而方案一則是從右端面開始加工到左端面，然后再鉆φ20孔，這時則很難保證其圓跳動等精度要求。因此選擇方案二作為加工工藝路線比較合理。 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤”零件材料為HT200，硬度190HBS，毛坯重量約為2.8KG，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，參照《機械加工工藝手冊》[2]，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如下：（單位mm） 1) φ外圓表面 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及偏差 精車 0.6 45 0.017 φ 半精車 1.4 45.6 0.039 φ 粗車 2 47 0.3 φ 毛坯 4 49 1.0 φ 2) φ外圓表面 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及偏差 精車 0.5 100 0.24 φ 半精車 1.5 100．5 0.30 φ 粗車 2.5 102 0.6 φ 毛坯 4.5 104.5 1.6 φ 3) B面φ外圓表面 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 磨 0.6 45 0.6 φ 半精車 1.4 45.6 0.7 φ 粗車 2 47 1.0 φ 毛坯 4 49 2.0 φ 4) B面中兩個端面 工序名稱 工序余量 精磨 0.1 粗磨 0.8 半精車 1 粗車 1.6 毛坯 3.5 5) φ20孔 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精鉸 0.1 20 0.045 φ20 鉸孔 0.2 19.9 0.084 φ19.9 擴孔 1.7 19.7 0.1 φ19.7 鉆孔 18 18 +0.6 φ18 毛坯 20 0 6) φ外圓 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車 0.5 90 0.6 φ 半精車 1.5 90.5 0.7 φ 粗車 2.5 92 1.0 φ 毛坯 4.5 94.5 2.0 φ 7) φ的右端面 a. 按照《工藝手冊》表6-28，鑄件重量為2.8kg，φ端面的單邊加工余量為2.0～3.0，取Z=3.0mm，鑄件的公差按照表6-28，材質(zhì)系數(shù)取，復(fù)雜系數(shù)取，則鑄件的偏差為； b. 精車余量：單邊為0.2mm（見《實用機械加工工藝手冊》[6]中表3.2-2），精車公差既為零件公差0.017mm； c. 半精車余量：單邊為0.8mm（見《實用機械加工工藝手冊》中表11-27）本工序的加工公差為0.1mm； d. 粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為Z=3.0-0.2-0.8=2mm； 粗車公差：現(xiàn)在規(guī)定本工步（粗車）的加工精度為IT11級，因此，可以知道本工序的加工公差為0.16mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實就是含義上的加工余量，實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分； 圖3-1 加工余量和工序尺寸公差示意圖 φ右端面的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖見下圖： 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車 0.2 94 0.6 半精車 0.8 94.2 0.7 粗車 2 95 1.0 毛坯 3 97 2.0 8) φ左端面 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車 0.2 91 0.6 半精車 0.8 91.2 0.7 粗車 2.5 92 1.0 毛坯 3.5 94.5 0.6 9) 右端面 工序名稱 工序余量 精車 0.1 半精車 0.4 粗車 1.5 毛坯 2 10) 圓柱面上距孔中心線34mm的平面 工序名稱 工序余量 半精銑 0.7 粗銑 10.3 毛坯 11 11) 圓柱面上距孔中心線24mm的平面 工序名稱 工序余量 精磨 0.05 精銑 0.15 半精銑 0．7 粗銑 20.1 毛坯 21 根據(jù)以上數(shù)據(jù)結(jié)果，繪制出毛坯圖（圖3-2）： 圖3-2 毛坯圖 3.5 確定切削用量及基本工時 確定工序 10 ：粗車Φ100端面及外圓柱面，粗車B面,鉆、擴、鉸Φ20的中心孔的切削用量及基本工時: 3.5.1 加工條件 工件材料：HT200 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,,, , 3.5.2 計算切削用量 (1) 粗車Φ100mm端面 a) 已知毛坯長度方向的加工余量為3+0.8-0.7mm,考慮的模鑄拔模斜度， b) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為 ，,以及工件直徑為100時，f =0.7~1.0mm/r 按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r c) 計算切削速度，按《切削手冊》[7]表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min) (3-1) 其中：, , ， 。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 , , , , 。所以 d) 確定機的主軸轉(zhuǎn)速 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取。所以實際切削速度。 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 , ，， (2) 粗車Φ100mm外圓柱面，同時應(yīng)檢驗機床功率及進給機構(gòu)強度 a) 切削深度，單邊余量Z=2mm,分二次切除。 b) 進給量，　根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r c) 計算切削速度　　 d) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8)與420r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取480r/min 所以實際切削速度　 e) 檢驗機床功率　主切削力FC按《切削手冊》表1.29所示公式計算 　　　　　　　 　 (3-2) 其中　， ， ， ， 切削時消耗功率 由《實用機械加工工藝手冊》表7-4中CA6140機床說明書可知，CA6140主電機功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機床功率足夠，可以正常加工。 f) 校驗機床進給系統(tǒng)強度　已知主切削力.徑向切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算 (3-3) 其中　， ，，， 所以 而軸向切削力 (3-4) 其中　， ， ， , 軸向切削力 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為 而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為3530 N(見《切削手冊》表1.30)故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 g)切削工時：　　　 　　 (3-5) 其中 　 所以　　　 　 (3)粗車B面 a) 切削深度。單邊余量.分1次切除 b) 進給量　根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r c) 計算切削速度　　 （3-6） 其中：, , , m=0.2。 修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即， , , , 所以 d) 確定機的主軸轉(zhuǎn)速 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與378r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 400r/min?，F(xiàn)選取=400r/min。 所以實際切削速度 e) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。　;其中l(wèi)=30mm 工序 45 鉆、絞 4XΦ9mm透孔 機床：Z525立式搖臂鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ9。 a) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r b) 切削速度　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得V=30m/min。 c) 機床主軸轉(zhuǎn)速　 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與1061r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1012r/min?，F(xiàn)選取=1012r/min。 所以實際切削速度 切削工時，按《 工藝手冊 》表6.2-1。 ； 其中; ; ， 由于有四個孔所以切削工時為 第5章 車床夾具設(shè)計 5.1生產(chǎn)條件 本夾具用于在CA6140車床上加工法蘭盤的大法蘭端和φ20 0+0.045 孔。工件以φ45外圓和φ90端面為定位基準(zhǔn)。采用旋轉(zhuǎn)式氣缸帶動自定心夾爪定位夾緊工件。 5.2零件工藝分析 本次課設(shè)是要為此圖中的法蘭盤設(shè)計車床夾具。 技術(shù)要求 1， 刻字字形高5刻線寬0.3深0.5 2， B面拋光 3， φ100外圓無光鍍鉻 零件圖標(biāo)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(shè)計機床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù),本工件放置方法應(yīng)如圖1-3-1所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、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(zhǔn)、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(gòu)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(gòu)不能與刀具的運動軌跡相沖突。 5.3夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 在夾具設(shè)計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計中首先要解決的問題。 根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。 設(shè)計夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點定位原理。 由于該零件的加工是鉆2-φ8孔并以φ30孔內(nèi)表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設(shè)計采用的定位機構(gòu)為圓柱銷與大平面相結(jié)合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動，限制兩個自由度；長圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的轉(zhuǎn)動和移動，限制四個自由度；兩個短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X，Y方向的轉(zhuǎn)動及Z方向的移動。裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設(shè)計的定位選用的是短銷與平面相結(jié)合，分別限制工件的X、Y方向的移動及轉(zhuǎn)動自由度以及Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點為結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。 5.3.1夾緊機構(gòu) 1.夾緊的目的：使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時保證加工精度。 2 .夾緊力的方向的確定： 1）夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。 2）夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。 3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。 3 .夾緊力的作用點的選擇： 1）夾緊力的作用點應(yīng)與支承點“點對點”對應(yīng)，或在支承點確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。 2）夾緊力的作用點應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。 3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。 4）夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。 4. 選擇夾緊機構(gòu)： 設(shè)計夾緊機構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則： 1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。 2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。 3)夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構(gòu) 4)必須保證自鎖，機動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。 5)夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。 6)夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。 選用螺栓螺母夾緊機構(gòu)來對被加工工件進行夾緊。 螺栓螺母夾緊機構(gòu)的特點：①結(jié)構(gòu)簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。 5.3.2 導(dǎo)向裝置的選擇 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，車床夾具中鉆頭的導(dǎo)向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種。這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇。綜上分析，本次設(shè)計采用固定導(dǎo)向套加工工件，來提高其工作的連續(xù)性和其工作效率。選擇導(dǎo)向裝置： 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇。 用于車床零件加工的是可換鉆套裝置。換鉆套時，只需將鉆套逆時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)缺口轉(zhuǎn)到螺釘位置時即可取出，換套方便迅速。 車夾具中的鉆套,除要求它引導(dǎo)鉆頭，鉆出正確的孔外，還要求它能在裝卸時快而準(zhǔn)確。一般在工廠中使用較多的是可換鉆套，雖然這種鉆套具有可換的優(yōu)點，但在制造上較復(fù)雜；由于采用螺釘來壓緊,所以占面大，而又增加制造步驟。 車模板與支柱之間用開口銷連接。 5.3.3機床夾具的總體形式 機床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素來確定。 夾具的組成歸納為： 1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3）導(dǎo)向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4） 動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、液動等動力裝置。 5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置。 5.3.3.1確定夾具體： 夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設(shè)計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構(gòu)和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。 5.3.3.2確定聯(lián)接體： 聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應(yīng)的位置上在用一個聯(lián)接體支承鉆套板，同樣用內(nèi)六角螺栓定位。 5.4繪制夾具零件圖 對裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。 1.零件圖盡可能按1:1繪制。 2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術(shù)要求而定。 3.零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整。 4.零件圖名稱：法蘭盤 5.5 繪制夾具裝配圖 1.裝配圖按1：2.5的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具 的工作原理。 2.視工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置。 3.按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構(gòu)。 4.畫出夾具體及其它聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋?，將夾具各組成元件聯(lián)成一體。 此機床夾具要用到的零件如下： （1） 缸體 （2） 連接體 （3）螺栓 （4） 螺栓 （5） 軸 （6） 法蘭盤 （7）軸 （8） 螺釘 （9） 螺栓 （10）套筒 5.標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等 (1)夾具的外形輪廓尺寸，所設(shè)計夾具的最大長、寬、高尺寸。 (2)夾具與機床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。 (3)夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對刀塊塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。 (4)夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。 (5)各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。 6.夾具裝備圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 (1)定位元件的定位面間相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。 (3)定位表面與導(dǎo)向元件工作面間的相互位置精度。 (4)各導(dǎo)向元件的工作面間的相互位置精度。 (5)夾具上有檢測基準(zhǔn)面的話，還應(yīng)標(biāo)注定位表面，導(dǎo)向工作面與該基準(zhǔn)面間的位置精度。 對于不同的機床夾具，對于夾具的具體結(jié)構(gòu)和使用要求，應(yīng)進行具體分析，訂出具體的技術(shù)要求。設(shè)計中可以參考機床夾具設(shè)計手冊以及同類的夾具圖樣資料。 7.對零件編號，填寫標(biāo)題欄和零件明細表： 每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。 完整填寫標(biāo)題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計者、比例等。 完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。 8.機床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面： 1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗算。 2)夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng) 在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構(gòu)和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多品種工件的加工。 3)安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。 4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。 5)機床夾具應(yīng)有良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機床夾具設(shè)計時，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。 5.6誤差分析 5.6.1定位誤差 工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的： 1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。 2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對定誤差。 3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。 其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。 5.6.2產(chǎn)生定位誤差的原因 1.基準(zhǔn)不重合來帶的定位誤差： 夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 2.間隙引起的定位誤差 在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。 3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差 1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。 2）導(dǎo)向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對刀誤差。 3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導(dǎo)致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生的位置誤差。 4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。 5.7定位誤差的計算 1.定位誤差，此項主要是定位孔∮30H7與定位銷∮30r6的間隙產(chǎn)生，最大間隙為-0.028mm。 2.鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標(biāo)注尺寸為15.3±0.015mm，誤差為0.03mm。 3.鉆套與襯套的配合間隙，有∮18H7／h6可知最大間隙為0.024mm。 4.鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差，對于標(biāo)準(zhǔn)鉆套，精度較高，此項可以忽 略。 5.鉆頭與鉆套間隙的間隙會引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差e，由下式求出： e=( H/2 + h + b )△max/H e----刀具引偏量（mm） H----鉆套導(dǎo)向高度（mm） h----鉆套下斷面與工件間的空間高度（mm） △max----刀具與鉆套的最大間隙 刀具與鉆套的配合為∮30H7/r6，可知△max=0.028mm；將H=36mm, h=20, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。 由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現(xiàn)最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法求和： 結(jié)論 在這次歷時兩個禮拜的課程設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。讓我認識到了仔細認真的重要性。 這次課程設(shè)計讓我們更能注意到細枝末節(jié)。這次課設(shè)使我對機床夾具設(shè)計有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求。同時感覺到了細節(jié)的重要性。有時候我們我們錯的并不是理論，而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒有刪掉。作為一個設(shè)計者不僅應(yīng)掌握良好的專業(yè)知識，有一個認真仔細的心態(tài)，還有有一個冷靜的心態(tài)，遇到問題不能慌亂，不知所措 首先根據(jù)工件的加工要求，我選擇了車床，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ30mm的中心孔和一側(cè)端面，用長銷小平面定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要鉆2個孔不限制Z向的旋轉(zhuǎn)會增進效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內(nèi)六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更方便，準(zhǔn)確的進行鉆孔加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設(shè)計方案可實施。通過精度驗算可知，此項機床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。 在設(shè)計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學(xué)到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學(xué)習(xí)過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設(shè)計是機械專業(yè)學(xué)習(xí)的一個重要的、總結(jié)性的理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運用所學(xué)知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設(shè)計，我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。課程設(shè)計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得課程設(shè)計和實踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。上學(xué)期在沈飛進工廠實習(xí)或參觀的時候?qū)A具也有所了解，而這次課程設(shè)計的經(jīng)歷，使我對夾具有了更深刻的認識 我們在這次的學(xué)習(xí)實踐中看到了自己的不足，同時發(fā)現(xiàn)到自己的一個不足，意味著我們成長了一點，如果我們每天成長一點點，那么我們會穩(wěn)扎穩(wěn)打的走向成功。 致謝 為期兩周的課程設(shè)計轉(zhuǎn)眼就過去了。通過這兩個星期的課程設(shè)計，使我綜合的運用了幾年所學(xué)的專業(yè)知識。在課程設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。 首先，感謝學(xué)校給我們提供這次難得的實習(xí)機會，這讓我真切的體會到理論與實際相結(jié)合的意義，為我今后的機械制造技術(shù)設(shè)計思路奠定了基礎(chǔ)。從次課程設(shè)計中能讓我們學(xué)習(xí)到一些課本中不能引起我們注意的細節(jié)東西，感謝學(xué)校為我們提供的寶貴學(xué)習(xí)機會！ 我非常感謝我的指導(dǎo)教師XX老師和XX老師。兩周來，我時刻體會著兩位老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，不論天氣有多么的炎熱，都會在我們身邊細心指導(dǎo)。在課外時間，我們不明白一些設(shè)計的問題和有關(guān)畫圖方面的問題時，每次去老師那里，老師都會在百忙之中給我們足夠的時間去問問題，有時還會和我坐下來一起討論設(shè)計的方案。當(dāng)我的提出的方案不是經(jīng)濟實用的時候老師會細心講解給予更好的意見。整個過程，兩位老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)下，我的課程設(shè)計才能順利進行，這篇論文也才得以順利完成。兩位老師不僅在學(xué)習(xí)上對我嚴(yán)格要求，在我們的思想行為上都給予了教育與指導(dǎo)。 這次課程設(shè)計雖然我完成的不是很成熟，但是通過老師的幫助和自己的努力完成課程設(shè)計還是讓我有一種自豪感，這是我自己真的去思考，設(shè)計，查詢資料得來的成果。在這次課程設(shè)計結(jié)束的時候，我感到有一種輕松感，不是因為課程設(shè)計不用再做了，而是因為我從這次課程設(shè)計中獲得了知識，有所學(xué)、有所用。更加知道我們將來能做什么，會做什么，該做什么。讓我們對行業(yè)有了了解，讓我們對自己的未來有了規(guī)劃。 感謝兩位老師的細心指導(dǎo)！  參考文獻 [1] 閻光明，侯忠濱，張云鵬.現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ).西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2007 [2] 王先逵.機械加工工藝手冊，北京：機械工業(yè)出版社，第二版,2003 [3] 鄧文英.宋力宏.金屬工藝學(xué).北京：高等教育出版社，第五版，2008 [4] 吳 拓.簡明機床夾具設(shè)計手冊，北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010 [5] 陳宏鈞.機械加工工藝設(shè)計員手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2009 [6] 陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [7] 陳宏鈞.金屬切削工藝技術(shù)手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2013.4 [8] 王權(quán)民.機床夾具設(shè)計，第1版,北京：科學(xué)出版社，2011 [9] 趙家齊.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書,北京：機械工業(yè)出版社,1994 [10]盧秉恒.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，第三版，西安：機械工業(yè)出版社，2007 [11]朱耀祥，蒲林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2011 [12]錢云峰.殷銳，互換性與技術(shù)測量. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.4 [13]李名望.機床夾具設(shè)計實例教程. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2009 33