齒圈加工工藝及直徑550（+0 -0.2）工裝夾具設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共2頁 產(chǎn)品名稱 齒圈 零（部）件名稱 齒圈 第1頁 材料牌號 45#鋼 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工時 準(zhǔn)終 單件 1 檢查 檢查毛坯是否有裂紋 檢 目測 2 車端面 夾毛坯外圓，車Ф615端面 金 車床 三爪自定心卡盤 3 粗車 夾毛坯外圓，粗車Ф615外圓，留1mm加工余量 金 車床 三爪自定心卡盤 4 精車 精車Ф615外圓，達(dá)到圖紙尺寸公差要求 金 車床 三爪自定心卡盤 5 車端面 掉頭，夾Ф615外圓，車端面 金 車床 三爪自定心卡盤 6 粗鏜 粗鏜Ф550內(nèi)圓 金 車床 三爪自定心卡盤 7 精鏜 精鏜Ф550內(nèi)圓 金 車床 三爪自定心卡盤 8 熱處理 熱處理RCRC 熱 淬火爐 9 滾齒 滾齒加工 金 滾齒機(jī) 專用夾具 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢 游標(biāo)卡尺 編 制 日 期 標(biāo)記 處記 更改文件號 簽字 日期 學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 齒圈 共 7 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 1 檢查 9Cr18 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 Ф625X50 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪自定心卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 可轉(zhuǎn)位車刀 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 檢查毛坯是否有裂紋 學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒圈 零件名稱 齒圈 共 7 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 1 粗車 9Cr18 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 Ф625X50 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪自定心卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 可轉(zhuǎn)位車刀 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 2 夾毛坯外圓，車Ф615端面 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 齒圈 共 7 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 1 精車 9Cr18 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 Ф625X50 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪自定心卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 可轉(zhuǎn)位車刀 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 7 夾毛坯外圓，粗車Ф615外圓，留1mm加工余量 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 精車Ф615外圓，達(dá)到圖紙尺寸公差要求 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 齒圈 共 7 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 2 磨削 9Cr18 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 Ф625X50 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 高速鋼 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 8 掉頭，夾Ф615外圓，車端面 車床 三角卡盤 200 16 0.5 12 1 17.7 學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 齒圈 共 7 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 4 鉆孔 9Cr18 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 Ф625X50 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鏜床 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 17 粗鏜Ф550內(nèi)圓 鏜床 500 16 0.5 12 1 17.7 精鏜Ф550內(nèi)圓 鏜床 200 16 0.5 12 1 17.7 技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 齒圈 共 7 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 5 9Cr18 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 滾齒機(jī) Ф625X50 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 滾齒加工 滾齒機(jī) 200 16 0.5 12 1 17.7 檢驗(yàn) 設(shè)計(jì)說明書 齒圈加工工藝及及 直徑550（+0 -0.2）工裝夾具設(shè)計(jì) ?！　I(yè)： 機(jī)械制造與自動化 班　　級： 姓　　名： 學(xué)　　號： 指導(dǎo)老師： 目 錄 摘要 Abstract 第一章 緒論----------------------------------------------------------------------------------3 第二章 零件的工藝分析-----------------------------------------3 2.1 零件的工藝分析---------------------------------------------- 3 2.2 確定毛坯的制造形式------------------------------------------- 3 2.3 齒圈零件的工藝性---------------------------------------------3 第三章 擬定齒圈加工的工藝路線--------------------------------4 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇-----------------------------------------------4 3.2 加工路線的擬定-----------------------------------------------5 第四章 加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定------------------7 4.1 確定毛坯----------------------------------------------------------------------------------7 4.2 機(jī)體----------------------------------------------------------------------------------------8 4.3 齒圈----------------------------------------------------------------------------------------8 第五章 確定切削用量及基本工時-------------------------------------------------9 5.1 機(jī)座----------------------------------------------------------------------------------------9 5.2 機(jī)體---------------------------------------------------------------------------------------18 第五章 夾具設(shè)計(jì) -----------------------------------------------------------------------34 6.1 研究原始資料--------------------------------------------------27 6.2 定位裝置的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------27 6.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------29 6.4 夾具體的設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------------------------33 參考文獻(xiàn) ----------------------------------------------------------------------------------------35 結(jié)論 -------------------------------------------------------------------------------------- 36 第一章: 緒論 由于機(jī)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和齒圈在機(jī)器中的不同功用,齒圈零件具有多種不同的結(jié)構(gòu)型式,其共同特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,箱壁薄而不均勻,內(nèi)部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等. 齒圈零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作.因此,齒圈零件的制造精度將直接影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響機(jī)器的使用性能和壽命.因而齒圈一般具有較高的技術(shù)要求. 齒圈零件的毛坯通常采鑄鋼ZG45 .因?yàn)閆G45具有力學(xué)性能和切削性能,價格也比較便宜.有時為了減輕重量,用有色金屬合金鍛造齒圈毛坯在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短生產(chǎn)周期有時也采用鑄鋼. . 第二章：零件工藝的分析 2.1 零件的工藝分析 2.1.1 要加工內(nèi)孔Φ550，外圓Φ615，表面粗糙度為Ra小于3.2um 齒圈兩端面表面粗糙度為Ra小于12.5um,端面表面粗糙度為Ra小于3.2um， 2.1 確定毛坯的制造形式 由于鑄鋼容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般齒圈零件的材料大都采用鑄鋼，其牌號選用ZG45，由于零件年生產(chǎn)量，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，通常采用金屬摸機(jī)器造型，毛坯的精度較高，毛坯加工余量可適當(dāng)減少。 2.2 齒圈零件的結(jié)構(gòu)工藝性 齒圈的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，加工的表面多，要求高，機(jī)械加工的工作量大，結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意： 本齒圈加工的基本孔可分為通孔，通孔加工工藝性好。 齒圈的內(nèi)端面加工比較困難，結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過 加工前的直徑，當(dāng)內(nèi)端面的尺寸過大時，還需采用專用徑向進(jìn)給裝置。 為了減少加工中的換刀次數(shù)，齒圈上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致。該零件的主要加工表面為 ：前后端面、左右兩側(cè)面、頂端面、底端面和各面分布的孔及各螺紋孔。 前端面、后端面及、孔的精度直接影響到齒圈的功用，位置精度和形狀精度應(yīng)嚴(yán)格要求，它們的加工應(yīng)盡可能放在同一道工序中加工，避免造成基準(zhǔn)不重合誤差及裝夾誤差。 螺紋孔的位置精度和形狀精度也應(yīng)嚴(yán)格要求，它們直接影齒圈和齒輪的連接。從而影齒圈的功用。 由參考文獻(xiàn)[2]，有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到，零件的結(jié)構(gòu)工藝性是可行的。 第三章：擬定齒圈加工的工藝路線 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)只分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。 3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)大批大量生產(chǎn)的齒圈通常以外輪廓和兩端面為精基準(zhǔn) 3.1.2 基準(zhǔn)的選擇 加工的第一個平面是齒輪端面，只要通過夾持外圓表面作為粗加工輪廓。 3.2 加工路線的擬定 表一工藝過程 18 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共2頁 產(chǎn)品名稱 齒圈 零（部）件名稱 齒圈 第1頁 材料牌號 ZG45 毛坯種類 鑄鋼 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工時 準(zhǔn)終 單件 1 檢查 檢查毛坯是否有裂紋 檢 目測 2 車端面 夾毛坯外圓，車Ф615端面 金 車床 三爪自定心卡盤 3 粗車 夾毛坯外圓，粗車Ф615外圓，留1mm加工余量 金 車床 三爪自定心卡盤 4 精車 精車Ф615外圓，達(dá)到圖紙尺寸公差要求 金 車床 三爪自定心卡盤 5 車端面 掉頭，夾Ф615外圓，車端面 金 車床 三爪自定心卡盤 6 粗鏜 粗鏜Ф550內(nèi)圓 金 車床 三爪自定心卡盤 7 精鏜 精鏜Ф550內(nèi)圓 金 車床 三爪自定心卡盤 8 熱處理 熱處理RCRC 熱 淬火爐 9 滾齒 滾齒加工 金 滾齒機(jī) 專用夾具 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢 游標(biāo)卡尺 編 制 日 期 標(biāo)記 處記 更改文件號 簽字 日期 第四章：機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 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(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下： 4.1確定毛坯 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄鋼件又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000臺/年。其生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效處理。 參考文獻(xiàn)[1]表2.2-5，該種鑄件的尺寸公差等級CT為8-10級，加工余量等級MA為G級。故取CT為10級，MA為G級。 由于考慮毛坯在鑄造時的收縮，參考文獻(xiàn)[3]表11-2灰鑄鋼的收縮率為3.5%。 參考文獻(xiàn)[1]表2.2-4，用查表法確定個表面的總余量如下表所示。 加工表面 基本尺寸 （mm） 加工余量等級 加工余量數(shù)值（mm） 說明 上端面 Φ615 G 5 單側(cè)加工 下端面 Φ615 G 5 單側(cè)加工 內(nèi)孔 Φ550 G 5 單側(cè)加工 兩端面距離 40 G 5 經(jīng)過分析和實(shí)際考慮情況如下分析，得出毛坯的圖紙 第五章：確定切削用量及基本工時 5.1 齒圈 粗鏜內(nèi)孔 （1）加工條件 工件材料：鑄鋼 加工要求：粗鏜Φ550孔，留加工余量2mm，加工2mm 機(jī)床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （2）計(jì)算鏜削用量 粗鏜孔至Φ550mm，單邊余量Z=2mm, 切削深度ap=2 mm, 確定進(jìn)給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—60,確定fz=0.37mm/Z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min 根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min, 故加工蝸桿軸承孔: 機(jī)動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×48=7.2ss 其他時間計(jì)算： tb+tx=6%×(48+7.2)=3.3s 則工序9的總時間為： tdj1=tm+tf+tb+tx =48+7.2+3.3=58.5s 5.2.4 工序140 精鏜內(nèi)孔 （1）加工條件 工件材料：ZG45 加工要求：粗鏜孔1，2。Φ550mm內(nèi)圈，加工1mm 機(jī)床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （2）計(jì)算鏜削用量 精鏜孔至Φ550mm， 確定進(jìn)給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—60,確定fz=0.37mm/Z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min 根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min, 故加工蝸輪軸承孔： 機(jī)動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×57.2=8.6ss 其他時間計(jì)算： tb+tx=6%×(57.2+8.6)=3.9s 則工序10的總時間為： tdj2=tm+tf+tb+tx =57.2+8.6+3.9=69.7s 第六章 專用夾具的設(shè)計(jì) 在上下面的加工中，由于零件本身外形比較規(guī)則，再加上面的精度要求不高，但為確保零件的加工質(zhì)量，滿足生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，必須采用專用夾具進(jìn)行裝夾定位。本設(shè)計(jì)就是針對上下面銑削的專用夾具的設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)座夾具安裝時與零件聯(lián)接，工作時機(jī)座工作的主要特點(diǎn)，再結(jié)合零件的自身特點(diǎn)，特對該夾具進(jìn)行如下設(shè)計(jì)。 6.1 研究原始資料 6.1.1 技術(shù)要求的分析 該工序的內(nèi)容是：齒圈加工工藝及直徑550（+0 -0.2）工裝夾具設(shè)計(jì) 工裝夾具關(guān)鍵就在于保證同心度。 6.1.2 具體情況 零件的該道工序?qū)儆诖志庸と屉A段，所以夾具的利用頻率較高，應(yīng)盡量提高保證精度。 6.1.3 加工中使用的設(shè)備及加工余量 一、機(jī)床設(shè)備的選擇 在選擇機(jī)床設(shè)備時可根據(jù)機(jī)床的加工范圍及其保證的精度進(jìn)行選取。由于零件的外形尺寸較大，重量也較重，故采用專用的插床機(jī)床。所選的機(jī)床的尺寸精度可達(dá)到IT7到IT8，表面粗糙度Ra3.2μm，平面度≤400：0.025。而該零件的最高精度為7級，粗糙度1.6μm，尺寸精度符合要求，粗糙度通過銑削也可以得到很好的保證。 二、刀具及檢驗(yàn)量具的分析 零件的材料為ZG45，材料的切削性比較好，為了確保零件的尺寸精度，最好采用低速切削的方式。硬質(zhì)合金刀具具有硬度大、耐磨性好、耐熱性好的優(yōu)點(diǎn)，但他的YG類適用于加工鑄鋼、有色金屬及非金屬材料，YT類可以加工鋼料，可是對低速切削易產(chǎn)生崩刀現(xiàn)象。而高速鋼刀具，具有高的強(qiáng)度和韌性，也具有一定的硬度和耐磨性，可加工工件的材料廣泛。由此一來，最好選用高速鋼，其中的高性能高速鋼可以很好的滿足使用要求。 6.2定位裝置的設(shè)計(jì) 6.2.1 定位方案及誤差的分析 一、 定位方案的分析 分析零件該工序可知，為保證尺寸要求控制；，應(yīng)以底面為基準(zhǔn)限制；其它和X,Y方向的翻轉(zhuǎn)，所以其它自由度可不做限制。根據(jù)工件定位基面和所需限制的自由度數(shù)目，特?cái)M訂如下的定位方案： 方案三、以底面作為主要定位基準(zhǔn)面，用兩支承板定位，限制三個自由度。 二、 定位誤差的分析 1、 造成定位誤差的原因 造成定位誤差的原因有兩個：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差△B；二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差△Y。由于此加工定位方式簡單。工序基準(zhǔn)與與工序基準(zhǔn)和限位基準(zhǔn)重合，所以加工起來簡單方便。 6.2.2定位元件的設(shè)計(jì) 由于工件的定位是通過定位副的接觸實(shí)現(xiàn)的，定位元件的限位基面的精度直接影響工件的定位精度，因此，首先應(yīng)保證其限位基面有足夠的精度，以適應(yīng)工件的加工要求；其次還要保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，承受夾緊力和切削力的作用；最后還要有足夠的耐磨性，以延長定位元件的更換周期和提高夾具的使用壽命。鑒于這些要求，特對該夾具的定位元件進(jìn)行如下設(shè)計(jì)： 底面主要限制自由度，由此可粗選兩個支承板進(jìn)行限位，但這種定位方式不太可靠，因?yàn)榈酌嫣?，僅用一支承板定位易產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，實(shí)際需兩個支承板才能真正達(dá)到定位可靠，如此一來就限制三個自由度，但不會影響加工精度。根據(jù)零件的尺寸要求及夾具結(jié)構(gòu)的需要，設(shè)計(jì)底面定位元件結(jié)構(gòu)如圖所示 6.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì) 6.3.1 夾緊裝置的組成及基本要求 夾緊裝置的種類很多，但其結(jié)構(gòu)均由兩部分組成：動力裝置，夾緊機(jī)構(gòu)。前者主要是產(chǎn)生夾緊力，保證工件不離開定位時占據(jù)的正確位置，平衡切削力、慣性力、離心力及重力對工件的影響，確保加工精度。后者主要是傳遞夾緊力，并在傳遞力的過程中根據(jù)需要改變力的大小、方向和作用點(diǎn)。這兩者在整個夾具的安全性方面起著重要的作用，因此必須精確的計(jì)算和選擇。 夾緊裝置的基本要求：（1）工件定位后占據(jù)正確位置 （2） 夾緊力大小適當(dāng) （3）復(fù)雜程度與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)成正比； （4） 工藝性好，使用好性。 6.3.2 夾緊力的計(jì)算 一、夾緊力方向和作用點(diǎn)的確定 夾緊力的方向和作用點(diǎn)確定的四大原則：1、應(yīng)朝向主要限位面；2、應(yīng)落在定位元件的支承范圍之內(nèi)；3、應(yīng)落在工件剛性較好的方向和部位；4、應(yīng)靠近工件的加工表面。 根據(jù)以上的四大原則，由前面的分析已知零件的定位面為底面、主要定位面為底面，因此夾緊力方向應(yīng)指向底面，如圖所示。 二、夾緊力大小的估算 加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力及重力作用。理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力（矩）的作用平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的。因此，夾緊力達(dá)到計(jì)算是個很復(fù)的問題，只能進(jìn)行估算。 （一）實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算公式 計(jì)算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)，根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算理論夾緊力，最后為保證夾緊的可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值 查參考文獻(xiàn)（6） 有WK=W·K 式中： WK—實(shí)際所需的夾緊力（N） W—在一定條件下由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N） K—安全系數(shù) 安全系數(shù)K按下式計(jì)算： K=K0·K1·K2·K3·K4·K5·K6 式中K0～K6為各種因素的安全系數(shù) 根據(jù)零件的自身特點(diǎn)，查表1-2-1（6）有 K0=1.5 K1=1.0 K3=1.0 K4=1.3 K5=1.0 K6=1.5 查表1-2-2（6） 有： K2=1.0 ∴夾緊力的安全系數(shù)K=1.5×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.5=2.925 （二）、實(shí)際夾緊力的計(jì)算 本道工序?qū)儆诓逑骷庸ぃ?jì)算夾緊力首先應(yīng)算出切削力，為簡化計(jì)算，可只計(jì)算出其主切削力，銑削時的主切削力為圓周方向的切削力，即PZ 查表1-2-3（6） 知： PZ=2943ts0.75KPv-0.15 其中t—切削深度 s—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 KP—修正系數(shù) KP=Kmp·Kψp·Kγp·Kλp·Krp Kmp、Kψp、Kγp、Kλp、Krp—考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù) Kmp—考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù) 查表1-2-4（6） Kmp=（）n=（）n ——————（1）式 查表1-2-5（6） n=0.75 ——————（2）式 由（1）、（2）式可得出 Kmp=1.42 查表1-2-6（6） 采用極值法 Kψpmax=1.08 Kψpmin=0.89 Krpmax=1.25 Krpmin=1.0 Kλp=1.0 Kpmax=1.42×1.08×1.25×1.0=1.917 Kpmin=1.42×0.89×1.0×1.0=1.26 由于計(jì)算本身就屬于大致的估算，根據(jù)表11-12（3）： 主軸轉(zhuǎn)速范圍為n=12..5～2000r/min 為保證加工精度的要求，根據(jù)材料的性能及切削刀具的影響因素，一般取n=300r/min 則其切削速度為： V===28.26r/min 根據(jù)前面的工序分析可以知道： t=1.5mm 又 ∵該工序?qū)儆诰庸?，其加工精度較高，為保證加工質(zhì)量 由經(jīng)驗(yàn)可取S=0.1mm/r ∴Pzmax=2943×1.5×0.1×1.917×28.26=911.5N W===3420.7N 當(dāng)圓周Pz處于水平方向時，有使工件產(chǎn)生平移的可能。則： W′= μ1—夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù) μ2—工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù) 查表1-2-12（6） 知：μ1=0.16 μ2=0.5 所以 W′===4039.6N 將防止工件抬起或平移所需夾緊力的計(jì)算，比較其大小可以知道，最終較大者即為所需的夾緊力。 ∴Wk=4039.6N 6.3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一、了解基本機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 在設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時，首先應(yīng)當(dāng)考慮通用機(jī)構(gòu)是否符合要求，盡量避免運(yùn)用復(fù)雜機(jī)構(gòu)。在此先來分析幾種常用的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)： （1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是用斜楔直接夾緊工件產(chǎn)生夾緊力，而這種夾緊力大小有限，且操作費(fèi)時，生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用較少，多數(shù)情況下是將斜楔與其他機(jī)構(gòu)聯(lián)合起來使用。， （2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 它是采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)，這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、適用性大，而且自鎖性好、夾緊力大、易制造，故在機(jī)床夾具中廣泛運(yùn)用。但缺點(diǎn)是夾緊和松開工件時比較費(fèi)力。 （3）偏心夾緊機(jī)構(gòu) 它是用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、夾緊迅速、操作簡單。但它的夾緊行程受偏心距的限制，夾緊力較小，一般適用于切削力不大、振動小、沒有離心力影響的加工中。 （4）聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu) 有些夾具需同時在幾個點(diǎn)上夾緊工件，而有些則需要同時夾緊幾個工件為提高生產(chǎn)率，減少工件裝夾時間，可采用各種聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)。 （5）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)原始力不能產(chǎn)生足夠的夾緊力或?yàn)榱藴p輕工人的勞動強(qiáng)度，常用增力機(jī)構(gòu)。鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)就是一種增力機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單、增力系數(shù)大，所以在氣動、液壓夾具中應(yīng)用較多。 二、選擇夾緊機(jī)構(gòu) 依據(jù)上面各種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，先分析該零件的此道工序。由于零件屬于大批量生產(chǎn)，夾具應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便，便于安裝及拆卸。且零件的尺寸、重量較大，因此采用多個夾緊力可定位可靠。雖然工件外形的比較簡單，從前面的夾緊力計(jì)算可知，它對夾緊力要求較很大。綜合所有的自身因素及各類常用機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，最終選擇：聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)，即簡單又符合要求。 聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)也有多種形式，根據(jù)零件的復(fù)雜性及在加工時的定位方式，還有夾緊力的作用點(diǎn)及其方向，最好選用氣動壓板式的，它的結(jié)構(gòu)緊湊，使用也方便。 再根據(jù)前面所計(jì)算的夾緊力，選擇合適的施力元件。查表施力的形式有多種；為了減輕夾具的重量，使制造方便、簡潔，在此選用自動氣動進(jìn)行夾緊。前面已計(jì)算的夾緊力Pzmax=4039.6N，由表中可知：螺紋直徑為16mm的螺母，其夾緊力Wk=5380N。由靜力平衡可知：實(shí)際所需的Wk′=Pzmax=4039.6 〈Wk。因此，采用一個M16的六角螺母進(jìn)行夾緊即可。由此可初步設(shè)計(jì)其基本機(jī)構(gòu)如圖所示。 6.4 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一個整體。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機(jī)床的連接。 設(shè)計(jì)夾具體時應(yīng)當(dāng)考慮以下基本條件：1 足夠的強(qiáng)度和剛度；2 結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的工藝性；3 尺寸穩(wěn)定；4 便于排屑。 6.4.1 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、夾具體毛坯結(jié)構(gòu)的選擇 選擇夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)時，應(yīng)以結(jié)構(gòu)的合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。本夾具用于小批量生產(chǎn)，應(yīng)該選取制造容易、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕的毛坯結(jié)構(gòu)。查表可知：焊接結(jié)構(gòu)的夾具體就滿足此要求。 二、夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 （1） 插床夾具一般在懸伸狀態(tài)下工作，為保證加工的穩(wěn)定性，夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求緊湊，輪廓尺寸要小，懸伸要短、重量要輕，且重心盡量靠近主軸。 夾具體懸伸長度L與其外廓直徑d之比可參考下式?。? 當(dāng)d〈150 mm L/d≤1.25 當(dāng)d=150～300mm L/d≤0.9 當(dāng) d〉300mm L/d≤0.6 6.4.2 夾具體外形尺寸的確定 夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，所以夾具體的設(shè)計(jì)，一般不會做復(fù)雜的計(jì)算。通常都是參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定。實(shí)際上在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位件、夾緊裝置、對刀—引導(dǎo)元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大致確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大致確定一些數(shù)據(jù)： 夾具體的壁厚：26～48mm 夾具體加強(qiáng)筋厚度： （12～22）mm 夾具體加強(qiáng)筋高度： 不大于5h 夾具體不加工的毛面與工件表面間的間隙：4～10mm 6.4.3夾具技術(shù)要求的確定 夾具總圖上無法用符號標(biāo)注而又必須說明的問題，可作為技術(shù)要求用文字寫總圖上。根據(jù)零件的加工要求，他對65左側(cè)的位置度要求較高，因此這就要求各定位面的位置度要比較好。由此特?cái)M訂如下幾條技術(shù)要求： 本夾具用于立式插床上加工滾齒加工。工件以內(nèi)孔定位，夾緊是通過螺絲壓緊壓板來實(shí)現(xiàn)的， 經(jīng)調(diào)整壓緊后即可加工。 本夾具用于齒圈的內(nèi)圈加工。夾具的定位采用支撐板支撐，定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動夾緊，夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后，壓塊在氣缸活塞的推動下向下移動夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件。由于本夾具用于變速齒圈端面的粗加工，對其進(jìn)行精度分析無太大意義。所以就略去對其的精度分析。 參考文獻(xiàn) 1， 鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8 2， 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2 3， 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 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在夾具設(shè)計(jì)部分，首先需要對工件的定位基準(zhǔn)進(jìn)行確定，然后選擇定位元件及工件的夾緊，在對工件夾緊的選擇上，我用了兩種不同的夾緊方法，即：粗銑下平面用的是自動壓板夾緊機(jī)構(gòu)，粗銑前后端面時用的是氣動夾緊機(jī)構(gòu)，兩種方法在生產(chǎn)中都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，但都廣泛運(yùn)用在生產(chǎn)中。然后計(jì)算銑削力以及夾緊工件需要的夾緊力，這也是該設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 在這次設(shè)計(jì)中，我基本完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，但是，我知道自己的設(shè)計(jì)還有許多不足甚至錯誤，希望老師們能夠諒解，謝謝！