曲軸機(jī)械加工工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)

曲軸機(jī)械加工工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì),曲軸,機(jī)械,加工,工藝,鍵槽,夾具,設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 題目：曲軸的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差和測量等方面的知識。 曲軸的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)包括三個部分,包括工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)和專用夾具設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該首先理解的分析部分,工序過程的設(shè)計(jì)一個毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計(jì)出零件的工藝路線;然后每個切削用量的部分步驟大小計(jì)算,是決定工藝的關(guān)鍵設(shè)備和切割過程的各種設(shè)計(jì)參數(shù),然后一個專用夾具,夾具選擇各種組件的設(shè)計(jì),如定位和夾緊元件連接部分,導(dǎo)向元件,夾具和機(jī)床和其他組件,定位誤差計(jì)算夾具,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性和不足之處,改進(jìn)和設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞:工序、工藝、切削參數(shù)、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design relates to the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerances and measurements, and other aspects of knowledge. The machining process and fixture design of the base consists of three parts, including process design, process design and special fixture design. In design process should first understand the analysis, structure of the process design of a blank, and choose the good parts machining reference to design parts of the process route; then calculate the amount of each cutting part of the step size, the decision process of key equipment and cutting process of various design parameters and a special fixture, the fixture selection design of various components, such as positioning and clamping elements connecting part, component oriented, tools and fixtures and other components, positioning error calculate fixture, fixture structure of rationality and disadvantage analysis, improvement and design. Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error. 目錄 序 言 1 一 零件的分析 2 1.1零件的作用 2 1.2零件的精度分析 2 1.3 零件的工藝分析 3 二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.1確定毛坯的制造形式 4 2.2機(jī)械加工余量的的確定 4 2.3毛坯尺寸的確定 5 2.4工序余量的確定 6 2.5基面的選擇 7 2.6制定工藝路線 8 2.7 確定切削用量及基本工時 9 三 銑夾具設(shè)計(jì) 18 3.1 問題的提出 18 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 18 3.3 定位方案的設(shè)計(jì) 18 3.4夾緊方案的設(shè)計(jì) 19 3.4.1夾緊裝置的組成及基本要求 20 3.4.2夾緊裝置的確定 20 3.5 切削力及夾緊力計(jì)算 20 3.6定位誤差分析 23 3.7定位鍵及對刀裝置設(shè)計(jì) 23 3.8夾具體的設(shè)計(jì) 28 3.9夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 29 總 結(jié) 30 致 謝 32 參 考 文 獻(xiàn) 33 29 序 言 機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)一定形狀和大小的零件和產(chǎn)品,并配備了機(jī)械設(shè)備行業(yè)。機(jī)械制造的產(chǎn)品可以直接使用的人使用,而且對其他行業(yè)的生產(chǎn)提供設(shè)備,有各種各樣的社會機(jī)器或機(jī)械制造產(chǎn)品。我們的生活不能分開制造,所以制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個重要的產(chǎn)業(yè),是一個重要的基礎(chǔ),一個國家或地區(qū)的發(fā)展和強(qiáng)大的支柱。在某種意義上,機(jī)械制造業(yè)的水平是衡量一個國家的國民經(jīng)濟(jì)的整體實(shí)力和科技水平的一個重要指標(biāo)。 曲軸的工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是一個教學(xué)環(huán)節(jié)完成的機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料課程設(shè)計(jì)。正確解決一部分的過程中定位,夾緊和工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,并設(shè)計(jì)專用夾具,確保零件加工的質(zhì)量。設(shè)計(jì)也開發(fā)自己的自學(xué)和創(chuàng)新能力。因此,本設(shè)計(jì)是全面和實(shí)用,涉及范圍廣泛的知識。因此,在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的基本概念,基本理論,而且還注意到生產(chǎn)實(shí)踐的需要,只有各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合,可以很好的完成設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)水平有限,其中難免有缺點(diǎn)錯誤,敬請老師批評指正。 一 零件的分析 1.1零件的作用 本零件是主要是由Φ110, Φ105錐度圓的圓柱體長818mm，拐體等結(jié)構(gòu)組成，在零件軸的中心上還有許多著通孔、螺紋孔。曲軸為軸類零件，為鍛造毛坯，從零件圖上可以看出零件上各部分粗糙度要求都比較高，最高的粗糙度為Ra0.63精加工，磨加工可以滿足要求。 1.2零件的精度分析 1.曲軸的左端面，尺寸精度要求為IT14-13,表面粗糙度要求為Ra20μm,屬于低等精度要求。 2.曲軸的右端面，尺寸精度要求為IT14-13，表面粗糙度要求為Ra20μm,屬于較低精度要求。 3.曲軸的外圓，尺寸精度要求為IT8-11，表面粗糙度要求為Ra1.25μm,屬于高等精度要求。 4.拐體外圓，尺寸精度要求為IT8-11，表面粗糙度要求為Ra0.63μm，屬于高等精度要求。 5.拐體，尺寸精度要求為IT11-13，表面粗糙度要求為Ra5，屬于較低精度要求。 6.孔及螺紋孔，尺寸精度要求為IT11-13，表面粗糙度要求為Ra6.3，屬于低等精度要求。 1.3 零件的工藝分析 本次工藝分析的目的，主要是審查零件的結(jié)構(gòu)外形及其尺寸還有表面粗糙度、材料及熱處理等技術(shù)的要求是否合理，是否便于加工和裝配；還有就是通過對零件的工藝分析，對零件要求有進(jìn)一步的了解，最后編制出零件的工藝文件。 曲軸的工藝有兩組組加工面的分別為 1：以右端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工包括車左端面，銑拐體底端面，車外圓。 2：一個是以拐體底端面，軸的外圓為基準(zhǔn)的加工面，這個主要是車左端面，車拐體外圓，銑左右端面，鉆孔，銑槽。 二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1確定毛坯的制造形式 確定毛坯包括選擇毛坯的類型及其制造方法。毛坯類型是鑄造、鍛造、沖壓,沖壓、焊接、配置文件、表等。決定毛坯時應(yīng)考慮以下因素: 1)材料和零件的機(jī)械性能。當(dāng)選擇材料,毛坯的類型大致確定。例如,材料是鑄鐵,毛坯的選擇材料是鋼鐵,和機(jī)械性能要求很高,可選的鍛件,機(jī)械性能要求較低時,可選部分或鑄鋼。 2)零件的形狀和大小。形狀復(fù)雜的粗糙,常用的鑄造方法。薄壁零件和不可用砂鑄造,鑄造大尺寸應(yīng)該用于砂鑄造,和小部件提供更先進(jìn)的鑄造方法。 3)生產(chǎn)類型。大規(guī)模生產(chǎn)當(dāng)選毛坯制造方法的精度和生產(chǎn)率為毛坯的制造成本減少物料消耗和降低加工成本進(jìn)行補(bǔ)償。如鑄造應(yīng)采用金屬模具機(jī)成型和精密鑄造,鍛造模鍛,冷軋和冷拔概要文件。小批量生產(chǎn)應(yīng)使用木霉菌或手工自由鍛。 4)生產(chǎn)條件。確定毛坯必須結(jié)合具體生產(chǎn)條件,如生產(chǎn)的實(shí)際水平和實(shí)際生產(chǎn)的能力,外包的可能性等。當(dāng)有條件時,應(yīng)積極組織地區(qū)專業(yè)生產(chǎn)、統(tǒng)一供應(yīng)的粗糙。 5)充分考慮的可能性,利用新技術(shù),新技術(shù)和新材料。目前,新工藝、新技術(shù)和新材料的毛坯制造業(yè)發(fā)展迅速。例如,鑄造、鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料機(jī)械中使用越來越多。在應(yīng)用這些方法,可以大大減少機(jī)械加工的數(shù)量,有時不能被處理,其經(jīng)濟(jì)效果是非常重要的。 曲軸零件的材料45鋼，45鋼的可鍛性好，因此可用鍛造的方法因?yàn)槭浅膳a(chǎn)，采用模鍛的方法生產(chǎn)鍛件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點(diǎn)。 2.2機(jī)械加工余量的的確定 本零件的機(jī)械加工余量的確定主要是通過鑄件的材料和鑄造方法來確定的，通過查閱工序余量手冊可知，左端面的機(jī)械加工余量為2mm，加工余量等級為14，右端面端面的機(jī)械加工余量為2mm，加工余量等級為14，外圓的機(jī)械加工余量為2，加工余量等級為8，拐體外圓的孔機(jī)械加工余量為2mm，加工余量等級為8，拐體的機(jī)械加工余量為2mm，加工余量等級為11級，孔及螺紋孔，鍵槽的機(jī)械加工余量為實(shí)心，加工余量等級為11級。 序號 被加工表面及孔 機(jī)械加工余量 加工余量等級 1 左端面 2mm IT14級 2 右端面 2mm IT14級 3 外圓 2mm IT8級 4 拐體外圓 2mm IT8級 5 拐體 2mm IT11級 6 孔及螺紋孔，鍵槽 實(shí)心 IT11級 2.3毛坯尺寸的確定 序號 被加工表面及孔 機(jī)械加工余量 零件尺寸 毛坯的尺寸 1 左端面 2mm 40x150x15 40x150x17 2 右端面 2mm 20 22 3 外圓 2mm Φ12 實(shí)心 4 拐體外圓 2mm 18 20 5 拐體 2mm Φ14 實(shí)心 6 孔及螺紋孔，鍵槽 實(shí)心 Φ100 Φ96 2.4工序余量的確定 工序名稱 加工對象 經(jīng)濟(jì)精度等級 表面粗糙度 工序尺寸 1 左端面 IT14級 Ra20 15 2 右端面 IT14級 Ra20 20 3 外圓 IT8級 Ra1.25 Φ12 4 拐體外圓 IT8級 Ra0.63 中心30mm 5 拐體 IT11級 Ra5 Φ14f8 6 孔及螺紋孔，鍵槽 IT11級 Ra5 Φ100H7 2.5基面的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足下列要求: (1)粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該基于加工表面。目的是保證精度的加工面和非加工表面之間的關(guān)系。如果有幾個表面,不需要加工表面的工件,必須選擇與高精度表面作為粗基準(zhǔn)。以壁厚均勻性,對稱的形狀,更少的夾緊等。 (2)選擇的重要表面機(jī)械加工余量為粗基準(zhǔn)。例如:機(jī)床導(dǎo)軌表面是一個重要的統(tǒng)一的保證金要求。因此在這個過程中選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn),床的底部表面的過程,然后底部表面作為精細(xì)加工的參考指南。通過這種方式,我們可以確保表層保存在一個更加統(tǒng)一的和精心組織,以提高耐磨性。 (3)最小的表面機(jī)械加工余量應(yīng)該選為粗基準(zhǔn)。這將確保表面有足夠的加工余量。 (4)盡可能選擇平坦,光滑,大表面積作為粗基準(zhǔn),以確保準(zhǔn)確定位和夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。。 (5)粗基準(zhǔn)應(yīng)避免,因?yàn)楸砻娲植诘臄?shù)據(jù)主要是粗糙和不規(guī)則的。多個用很難確保表面之間的表面的準(zhǔn)確性。 基面的選擇是工藝設(shè)計(jì)的重要部分之一,它是非常重要的部件的生產(chǎn)。首先選擇合適的端面和外圓定位基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則: (1)“基準(zhǔn)重合”的原則,應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)位置的參考,并避免錯誤造成的非巧合的基準(zhǔn)面。 (2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則盡可能在大多數(shù)過程使用相同的精度指標(biāo)集,以確保定位精度的表面,以避免造成的錯誤引用轉(zhuǎn)換,簡化夾具設(shè)計(jì)和制造。 (3)“自為基準(zhǔn)”的原則需要一定的完成和完成過程機(jī)械加工余量小而均勻,應(yīng)選擇加工表面本身是優(yōu)良的基準(zhǔn),表面和其他表面之間的位置精度的保證的第一步。 (4)“互為基準(zhǔn)”原則,當(dāng)兩個表面相互位置精度和自己的大小、形狀精度較高,可以作為“相互參考”方法,重復(fù)處理。 (5)選擇的精度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該能夠確保精確定位,夾緊可靠,裝置簡單,操作方便。 有很好的Φ110外圓和定位基準(zhǔn)和其他表面處理。主要考慮好參考標(biāo)準(zhǔn)的問題, 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。 2.6制定工藝路線 通過零件的形狀、尺寸及位置精度再通過技術(shù)得到以下兩種加工方案： 方案一 1 鍛造 鍛造 2 熱處理 淬火 3 車 車Φ110左端面 4 車 車右端面，保證尺寸818mm 5 車 車外圓Φ110，留取精車余量0.5mm 6 車 車拐軸外圓Φ110，留取精車余量0.5mm 7 車 車外圓Φ105，留取精車余量0.5mm 8 車 車錐度外圓，留取精車余量0.5mm 9 銑 銑拐處左右端面，保證尺寸75mm 10 銑 銑拐處上下端面，保證尺寸270mm 11 銑 銑拐處前后端面，保證尺寸140mm 12 鉆 鉆左端面Φ32，Φ20的孔 13 鉆 鉆拐軸處M24的孔，攻絲 14 鉆 鉆拐出外圓2-Φ10的孔 15 鉆 鉆拐處底端面4-M24的螺紋孔，攻絲 16 鉆 鉆拐處底端面M12的螺紋孔，攻絲 17 車 精車外圓Φ110，留取磨削余量0.1mm 18 車 精車拐軸外圓Φ110，留取磨削余量0.1mm 19 車 精車外圓Φ105，留取磨削余量0.1mm 20 車 精車錐度外圓，留取磨削余量0.1mm 21 磨 磨外圓Φ110，保證精度Ra1.25 22 磨 磨拐軸外圓Φ110，保證精度Ra1.25 23 磨 磨外圓Φ105，保證精度Ra1.25 24 磨 磨錐度外圓，保證精度Ra1.25 25 銑 銑鍵槽 26 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 27 入庫 入庫 方案二 1 鍛造 鍛造 2 熱處理 淬火 3 鉆 鉆左端面Φ32，Φ20的孔 4 鉆 鉆拐軸處M24的孔，攻絲 5 鉆 鉆拐出外圓2-Φ10的孔 6 鉆 鉆拐處底端面4-M24的螺紋孔，攻絲 7 鉆 鉆拐處底端面M12的螺紋孔，攻絲 8 車 車Φ110左端面 9 車 車右端面，保證尺寸818mm 10 車 車外圓Φ110，留取精車余量0.5mm 11 車 車拐軸外圓Φ110，留取精車余量0.5mm 12 車 車外圓Φ105，留取精車余量0.5mm 13 車 車錐度外圓，留取精車余量0.5mm 14 銑 銑拐處左右端面，保證尺寸75mm 15 銑 銑拐處上下端面，保證尺寸270mm 16 銑 銑拐處前后端面，保證尺寸140mm 17 車 精車外圓Φ110，留取磨削余量0.1mm 18 車 精車拐軸外圓Φ110，留取磨削余量0.1mm 19 車 精車外圓Φ105，留取磨削余量0.1mm 20 車 精車錐度外圓，留取磨削余量0.1mm 21 磨 磨外圓Φ110，保證精度Ra1.25 22 磨 磨拐軸外圓Φ110，保證精度Ra1.25 23 磨 磨外圓Φ105，保證精度Ra1.25 24 磨 磨錐度外圓，保證精度Ra1.25 25 銑 銑鍵槽 26 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 27 入庫 入庫 工藝方案一、二的不同在于方案二是先鉆孔、再銑端面，這樣就違背了“先面后孔”的原則，而方案一“先面后孔，先大孔后小”，遵循了安排工藝的基本原則，保證了零件的加工精度，所以確定選擇方案一。 2.7 確定切削用量及基本工時 工序：車右端面和外圓 1) 切削深度的確定 單邊余量為Z=2mm 2) 進(jìn)給量的確定 根據(jù)《機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊》取f=0.8mm/r 3) 切削速度計(jì)算公式如下　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算　 ns== 566r/min 與566r/min接近的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為600r/min。選轉(zhuǎn)速=600r/min。 因此實(shí)際切削速度的如下== 5) 切削的工時計(jì)算 t=i ;其中l(wèi)=50mm; =4mm; =3mm; t=i=x1=0.11875(min) 工序：銑底面 1. 刀具的確定 刀具選取端銑刀，刀片采用YG8 ，，，。 2. 銑削用量的計(jì)算 1） 銑削深度的確定 由于機(jī)械加工余量不大,一次完成加工 2） 進(jìn)給量的確定及切削速度的計(jì)算 根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表得出 ，則 因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取＝1200 當(dāng)＝1200r/min時 因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 切削工時的計(jì)算 切削工時：，，，則機(jī)動工時計(jì)算如下： 工序：鉆Φ10孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊》，刀具選取高速鋼麻花鉆Φ7 1)進(jìn)給量的確定 取f=0.13mm/r 2)切削速度的確定　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算　　 ns== 1364r/min 與1364r/min接近的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為1450r/min。選轉(zhuǎn)速=1450r/min。 因此實(shí)際切削速度的如下== 5) 切削的工時計(jì)算按《切削用量工時計(jì)算手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.0234(min) 工序：鉆M12螺紋孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《機(jī)械零件工藝設(shè)計(jì)手冊》表3.1－6） 由《切削用量工時計(jì)算手冊》表2.7和《機(jī)械零件工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2－16查得 （《切削用量工時計(jì)算手冊》表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時： min 攻螺紋M12mm： 選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機(jī)床選取 基本工時： 工序：磨拐體外圓 1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊》第三章中磨料 　　　　　　A46KV6P 35040127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127 2)切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度　　　?。?8m/min 縱向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度＝0.0157mm/st 3)切削工時 式中D---被加工直徑　 b----加工寬度 Z--單邊加工余量 　　　　K---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量　 　　　　＝0.55(min) 工序：磨外圓 1) 選擇砂輪。見《機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊》第三章中磨料 A46KV6P 350×40×127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127 2) 切削用量的選擇。查《機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊》表33-42有 工件速度　　　?。?8m/min 縱向進(jìn)給量的確定 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度的確定　　　　?。?.0157mm/st 3) 切削工時　　 式中 D---被加工直徑　 b----加工寬度 Z--單邊加工余量 K---系數(shù) V---工作臺移動速度 --工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量的確定 --工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量的確定　 ＝2.5(min) 工序：銑上端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50 當(dāng)＝750r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計(jì)算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 三 銑夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序銑鍵槽的銑床夾具。 3.1 問題的提出 在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或檢測的裝置。 在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。 銑床夾具主要用于加工上的平面，凹槽，花鍵及各種成型面，是最常用的夾具之一，銑削加工時切削量較大，且為斷續(xù)切削，故切削力大，沖擊和振動也較嚴(yán)重，因此設(shè)計(jì)銑床夾具時，應(yīng)注意工件的裝夾具在工作做臺上的安裝平穩(wěn)性。 本夾具主要用于銑鍵槽，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。我們采用外圓和底面為定位基準(zhǔn)，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。 3.3 定位方案的設(shè)計(jì) 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(zhǔn)和外力的作用等因素。 定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點(diǎn)限制工件的一個自由度，用合理設(shè)置的六個支承點(diǎn)，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(diǎn)定位原則” 。 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 本夾具采用平面及外圓定位，因此采用支撐板，支撐釘和V型塊定位。 3.4夾緊方案的設(shè)計(jì) 在機(jī)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。 3.4.1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(jī)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(dāng) （3）夾緊裝置要操作方便 （4）結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件 3.4.2夾緊裝置的確定 本夾具采用支撐板，支撐釘和V型塊定位，限制空間的6個自由度，同時采用鉸鏈壓板，雙頭螺柱，活節(jié)螺栓及螺母夾緊工件即可滿足要求。 3.5 切削力及夾緊力計(jì)算 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。 1. 夾緊力方向的確定 （1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 （2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 2. 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 （1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。 （2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形 （3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位 3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計(jì)算。 （3）對重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動場合，必須計(jì)入慣性力。 （4）分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計(jì)算夾緊力 （5）將計(jì)算夾緊力再乘以K，即得實(shí)際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.5~2.5；當(dāng)夾緊力與切削力相反時，K=2.5~3 。 （1）刀具： 采用端銑刀 φ50mm z=24 機(jī)床： x51立式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 3.6定位誤差分析 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin=0.053-0.024=0.029 本工序采用支撐板支撐釘和定位銷定位，工件始終靠近定位銷的一面。由于本道工序要求不高，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 3.7對刀裝置設(shè)計(jì) 對刀原件的設(shè)計(jì) 對刀原件是用來確定刀具與夾具的相對位置的元件，對刀件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，常見的對刀原件有 圓形對刀塊 用于加工單一的平面，方形對刀塊，用于調(diào)整組合銑刀位置時候?qū)Φ?直角對刀塊，用于加工相互垂直面或銑槽時候?qū)Φ?，?cè)裝對刀塊，用他安裝在夾具體側(cè)面用于加工2相互垂直面或銑槽時對刀，具體結(jié)構(gòu)如下圖 圓形對刀塊 高度對刀裝置，主要用于加工平面，選用圓形對刀塊(JB/T 8031.1-1999) 方形對刀塊 用于調(diào)整組合銑刀位置時候?qū)Φ?直角對刀塊，用于加工相互垂直面或銑槽時候?qū)Φ? 直角對刀塊 主要供盤狀銑刀及圓柱立銑刀銑槽時對刀用?？蛇x用直角對刀塊(JB/T 8031.3-1999)或側(cè)裝對刀塊 (JB/T 8031.4-1999) 側(cè)重對刀塊 用他安裝在夾具體側(cè)面用于加工2相互垂直面或銑槽時對刀 塞尺的設(shè)計(jì) 對刀時，銑刀不能與對刀塊的工件表面直接接觸，以免損壞切削刃或造成對刀塊過早磨損，而應(yīng)通過塞尺來校準(zhǔn)他們之間的相對位置，即將塞尺放在刀具與對刀塊工作表面之間，憑借抽動塞尺的松緊感覺來判斷銑刀位置，常用的塞尺有2種標(biāo)準(zhǔn)，一是對刀平塞尺，S=1-5mm 公差取h8 另外是對刀圓柱塞尺，d=3-5mm 公差取h8，具體結(jié)構(gòu)尺寸參閱 夾具手冊， 平塞尺結(jié)構(gòu) 圓柱塞尺結(jié)構(gòu) 3.8夾具體的設(shè)計(jì) 由于銑削時的切削力和振動都比較大，因此銑床夾具的夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，起高度和寬度之比也應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)，一般H/B小于等于1-1.25，以降低夾具的重心，使工件的加工表面盡量靠近工作臺面，以提高加工時候夾具的穩(wěn)定性 此外，為方便銑床夾具在銑床工作臺上固定，夾具體上應(yīng)設(shè)置耳座，常見的耳座結(jié)構(gòu)如下圖所示，對于小型夾具體，一般2端各設(shè)置一個耳座，夾具體較寬時，可在2端設(shè)置2個耳座，兩耳座的距離應(yīng)與工作臺兩T型槽的距離一致，對于重型銑床夾具，夾具體的兩端還應(yīng)設(shè)置吊裝孔和吊環(huán)等。 為了提高生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動強(qiáng)度，銑床夾具經(jīng)常采用聯(lián)動壓緊機(jī)構(gòu)和鉸鏈壓緊機(jī)構(gòu)。 3.9夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 如前所述,在夾具的設(shè)計(jì),應(yīng)注意提高勞動生產(chǎn)率,以避免干擾。夾具結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,降低成本,提高夾具成本。銑床夾具的工序處理夾緊方式的選擇。這個過程對銑削力很小,所以一般手動夾緊可以實(shí)現(xiàn)這個過程的要求。這個夾具的最大的優(yōu)點(diǎn)是簡單,結(jié)構(gòu)緊湊,夾的夾緊力不大,所以使用手動夾緊。為了提高效率,使用快速螺旋夾緊機(jī)制。 總 結(jié) 這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一個設(shè)計(jì)作業(yè)，它需要我們把大學(xué)幾年里學(xué)到的機(jī)械相關(guān)的知識系統(tǒng)的融合起來，然后把這些知識和我們做的設(shè)計(jì)進(jìn)行很好的結(jié)合，這需要我們把金屬切削原理夾具與刀具、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、互換性測量技術(shù)、鉆床夾具設(shè)計(jì)，等系統(tǒng)的結(jié)合起來，通過查閱上面學(xué)習(xí)過的資料，很好的復(fù)習(xí)和鞏固以前學(xué)過的知識，并把這些知識很好的運(yùn)用到鉆床夾具設(shè)計(jì)中。同時通過查閱資料和文獻(xiàn)也培養(yǎng)了我自己的自學(xué)能力與創(chuàng)新能力。本次設(shè)計(jì)涉及知識面較廣，理論聯(lián)系實(shí)際較強(qiáng)，做好本次設(shè)計(jì)即需要有很好的教材和文獻(xiàn)上的理論作為支撐，有需要注意好生產(chǎn)加工的實(shí)踐需要，需要很好的吧理論和實(shí)踐進(jìn)行融合，因此他是一個綜合性系統(tǒng)性的訓(xùn)練，使我的知識水平和實(shí)踐能力得到顯著的提高。 這次機(jī)床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們機(jī)械專業(yè)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)方案,提出多種方案,分析和解決實(shí)際問題找到合理方案,鍛煉我們運(yùn)用系統(tǒng)知識聯(lián)系實(shí)際情況解決生產(chǎn)加工中實(shí)際問題的的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)機(jī)械所有專業(yè)課的基礎(chǔ)上及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合系統(tǒng)性訓(xùn)練。這次機(jī)床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所學(xué)習(xí)和掌握的關(guān)于零件加工方面比較散亂的知識，通過本次設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的串聯(lián)起來，使我對這些機(jī)械加工知識有了更加系統(tǒng)化和深入的理解掌握。比如機(jī)床的選擇，機(jī)床的特性，機(jī)床的參數(shù)，切削i加工的參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、背吃刀量的選擇，加工順序的安排，加工記賬的選擇，加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 同時也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用自己所學(xué)知識，完成工藝和夾具方面的設(shè)計(jì)，以及根據(jù)自己所掌握的系統(tǒng)的理論知識，培養(yǎng)出自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力，并通過設(shè)計(jì)把這些能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；通過本次設(shè)計(jì)，我再次體會到理論聯(lián)系實(shí)踐重要性，理論聯(lián)系實(shí)踐，兩者相互相成，缺一不可，正如我們偉大領(lǐng)袖毛主席所說，從理論中來，到實(shí)踐中去，理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐反過來完善理論，單純的理論是紙上談兵，單純的實(shí)踐是沒理論依據(jù)做支撐就是盲目，二者聯(lián)系起來才相得益彰，才能事半功倍，威力無窮。 回顧起此次夾具設(shè)計(jì)，歷經(jīng)幾個月時間，中間遇到了很多的困難和疑惑，每次遇到巨大的困難和疑問 埋頭查資料，問老師，請教同學(xué)，這中間的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，至今回想起來我仍歷歷在目，感慨頗多，的確，從選機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課題，對機(jī)床夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識一無所知，到最后通過學(xué)習(xí)到完成定稿，通過查閱資料，文獻(xiàn)，請教老師，同學(xué)，使我系統(tǒng)的掌握了機(jī)床夾具方面的系統(tǒng)的知識，這些知識很好的武裝了我的大腦，然后又帶著這些知識到工廠里請教機(jī)械加工的師傅，最終通過我不懈的努力，從理論到實(shí)踐，在整整幾個月的時間里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，實(shí)現(xiàn)了我人生的蛻變，對我的大學(xué)生活做了一個完整的交待，并且通過給工廠師傅的交流，大大開闊了我的眼界，讓我學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次努力的完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程，使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是非常非常重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，才會有更大的價值，從理論中得出結(jié)論，去指導(dǎo)生產(chǎn)，才能真正的實(shí)用，同時在使用中發(fā)現(xiàn)不足，及時的反饋，然后再去完善理論，這樣才會越做越好，當(dāng)然在本次設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，以前自以為學(xué)習(xí)不錯的我，總以為自己掌握的知識已經(jīng)足夠豐富和多，但是通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)我掌握的知識，僅僅是冰山一角，并且還掌握的不太牢固，到用的時候才發(fā)現(xiàn)以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，還好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我有了很好的復(fù)習(xí)和提高，同時也對我的人生有很深刻的體會，做事情要腳踏實(shí)地，戒驕戒躁，虛心學(xué)習(xí)，多多請教。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然最后順利完成了，在設(shè)計(jì)過程中雖然碰到了許多問題，了，老師的辛勤指導(dǎo)下，在同學(xué)的幫咱下，這些問題都迎刃而解。同時，在老師的身上我學(xué)到了很多我不具備的優(yōu)點(diǎn)，在此非常感謝！ 同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 致 謝 這次機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收益匪淺，做這個設(shè)計(jì)過程中，我獲得的心得和體會，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會了遇到問題，通過自己查閱資料，請教老師，請教同學(xué)快速解決問題的能力，讓我深深的明白了，天下并沒有難 的事情，只要敢于攀登和克服就沒有解決不了的問題。所謂天下事 會者不難，難者不會也。同時他也更深刻的讓我明白，系統(tǒng)的知識對解決問題的重要性，知識不系統(tǒng)看問題就容易一點(diǎn)帶面，以偏概全，以小蓋大，通過對這些知識系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和掌握，讓我了解到做任何事情都要多查資料，多讀書，系統(tǒng)的掌握相關(guān)的知識，然后才能做出正確的判斷和選擇，這些心得和體會也必將以后帶到我今后的工作和人生當(dāng)中，同時也讓我明白，做任何事情要有一定的理論去支撐，要讓理論和實(shí)踐很好的結(jié)合起來，不能坐而論道，紙上談兵，要把理論落地，充分的和實(shí)踐結(jié)合，然后通過實(shí)踐再很好的完善理論，同時也不能盲目的去干，要一定的理論和系統(tǒng)的知識作為依據(jù)，然后才可以做出非?？煽靠尚械臎Q定，才能觸類旁通，舉一反三。 總之通過我不懈的努力，和老師的辛勤知道，最終我完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，這次設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在這里，我非常感謝我的指導(dǎo)老師，每次我問他問題的時候，他都放下他的休息時間和手頭的工作，耐心地幫助我解決我遇到的技術(shù)上的一些難題，他的精益求精的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，作為老師的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，深深地感染和激勵著我，讓我終身難忘 從前期課題的選擇到最后項(xiàng)目的完成，他都始終給予我這個學(xué)生悉心的指導(dǎo)和講解。幾個月的時間，他不僅在這套畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問題給與很好的指導(dǎo)，同時還在思想、給與我很好的方向，通過這個設(shè)計(jì)，我更加敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平，同時他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是心中的標(biāo)桿，他的舉動必將影響我今后的學(xué)習(xí)和生活。 在此 我再次感謝我的指導(dǎo)老師，感謝他對于我無私的幫助和指導(dǎo)。 參 考 文 獻(xiàn) 1. 崇凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2006 2. 王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2005 3. 王先逵主編.機(jī)械加工工藝手冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2006 4. 楊叔子主編.機(jī)械加工工藝師手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 5. 李旦、王杰主編.機(jī)床專用夾具圖冊.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998 6. 趙家齊主編.機(jī)床制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京.機(jī)械工藝出版社，2000 7. 陳于萍、周兆元主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2005 8. 王光斗、王春福主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.上海.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000 9. 李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 10. 孫本緒、熊萬武編.機(jī)械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999 11. 劉守勇主編.機(jī)械制造工業(yè)與機(jī)床夾具.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 12 Huang Yunqing editor. Tolerance and measurement techniques. Beijing: Mechanical Industry Press, 2001 13 Xue Yuen Shun machine fixture design. Beijing: Mechanical Industry Press, 2001 14、Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-669 15、Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-491